レーザ応用工学

科目基礎情報

学校	長岡工業高等専門学校	開講年度	令和03年度 (2021年度)
授業科目	レーザ応用工学
科目番号	0015	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	電子機械システム工学専攻	対象学年	専2
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	教科書は指定せず
担当教員	中村 奨

到達目標

（科目コード：A1130，英語名：Applied Laser Engineering）（本科目は第１学期に実施する。週に２回行うので十分注意すること。授業計画の週は回と読み替えること。）
この科目は長岡高専の教育目標の(C)（D）と主体的に関わる。
この科目の到達目標と、各到達目標と長岡高専の学習・教育到達目標との関連を、到達目標、評価の重み、学習・教育目標との関連の順で次に示す．
①自然放出，誘導放出を理解すること。25% (C1)
②反転分布，エネルギー準位図を理解すること。25% (C2)
③気体・固体・半導体レーザの基本構成を理解すること。25% (D1)
④材料プロセッシングにおけるレーザの応用を理解すること。25% (D1)

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	最低限の到達レベルの目安	未到達レベルの目安
評価項目1	自然放出，誘導放出を詳細に説明できる。	自然放出，誘導放出を説明できる。	自然放出，誘導放出を概ね説明できる。	左記のレベルに達していない。
評価項目2	反転分布，エネルギー準位図を詳細に説明できる。	反転分布，エネルギー準位図を説明できる。	反転分布，エネルギー準位図を概ね説明できる。	左記のレベルに達していない。
評価項目3	気体・固体・半導体レーザの基本構成を詳細に説明できる。	気体・固体・半導体レーザの基本構成を説明できる。	気体・固体・半導体レーザの基本構成を概ね説明できる。	左記のレベルに達していない。
評価項目4	材料プロセッシングにおけるレーザの応用を詳細に説明できる。	材料プロセッシングにおけるレーザの応用を説明できる。	材料プロセッシングにおけるレーザの応用を概ね説明できる。	左記のレベルに達していない。

教育方法等

概要:

レーザ光は，干渉性，単色性，直進性，集光性，共鳴および非線形性など光としての特徴を最も純粋な形で保有した光である。このようなレーザ光の光として際だった特徴により，これまで不可能であった物理化学的手法，生体・医療，工学および産業技術における新手法が開発され，実用に供されつつある。本講義では，量子電磁光学の基礎から広範な産業技術への応用までを包含した講義を行う。
〇関連する科目：応用物理B（前々年後期履修）

授業の進め方・方法:

パワーポイントを使用して授業を進める。授業の開始時に小テストを行う。この科目は学修単位科目のため、事前・事後学習としてレポート課題などを実施する。

注意点:

本科目は本来、面接授業として実施を予定していたものであるが、新型コロナウィルス感染症の拡大による緊急事態において、必要に応じ遠隔授業として実施するものである。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	レーザ開発草創期について説明する。 確認テストの実施 0519	レーザーが開発された経緯について説明できる。
		2週	光の波としての性質と粒としての性質について説明する。 確認テストの実施 0520	光の波としての性質と粒としての性質について説明できる。
		3週	原子・分子のエネルギー準位、光の吸収と放出、反転分布について説明する。 確認テストの実施 0526	原子・分子のエネルギー準位、光の吸収と放出、反転分布について説明できる。
		4週	光共振器の種類、横モード、縦モード、共振器の損失について説明する。 確認テストの実施 0527	光共振器の種類、横モード、縦モード、共振器の損失について説明できる。
		5週	振り返り：レーザ発振 、レーザ光の制御について振り返る。 確認テストの実施 0602 ビデオ	レーザ発振 、レーザ光の制御について説明できる。
		6週	気体レーザについて説明する。 確認テストの実施 0603	気体レーザについて説明できる。
		7週	固体レーザについて説明する。 確認テストの実施 0609	固体レーザについて説明できる。
		8週	半導体レーザについて説明する。 確認テストの実施 0610	半導体レーザについて説明できる。
	2ndQ
		9週	振り返り：レーザの種類、レーザ光の特性とその活用について振り返る。 確認テストの実施 0616 ビデオ	レーザの種類、レーザ光の特性とその活用について説明できる。
		10週	レーザ加工とビーム、レーザ光と材料の相互作用について説明する。 確認テストの実施 0617 ビデオ	レーザ加工とビーム、レーザ光と材料の相互作用について説明できる。
		11週	レーザ除去・接合プロセス、レーザ表面処理・改質プロセスについて説明する。 確認テストの実施 0623 ビデオ	レーザ除去・接合プロセス、レーザ表面処理・改質プロセスについて説明できる。
		12週	新しいレーザプロセスについて説明する。産業応用について説明する。 確認テストの実施 0624 ビデオ	新しいレーザプロセスについて説明できる。産業応用について説明できる。
		13週	医療応用について説明する。 確認テストの実施 0630	医療応用について説明できる。
		14週	安全管理基礎、レーザ別・作業別の注意点について説明する。 確認テストの実施 0701 ビデオ	安全管理基礎、レーザ別・作業別の注意点について説明できる。
		15週	課題レポート 0707	課題に取り組むことにより，学習内容の理解を深める。
		16週

評価割合

	確認テスト	課題レポート	合計
総合評価割合	70	30	100
基礎的能力	30	10	40
専門的能力	40	20	60