光・量子エレクトロニクス

科目基礎情報

学校	岐阜工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	光・量子エレクトロニクス
科目番号	0219	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: 1
開設学科	電気情報工学科	対象学年	5
開設期	後期	週時間数	1
教科書/教材	光エレクトロニクス（神保孝志・オーム社・２００３．８．２０）
担当教員	白木 英二

到達目標

第４学年で学んだ半導体の基礎をもとにして、発光デバイス、光検出器および量子デバイスなど最先端の電子デバイスの基本原理を学ぶ。電子デバイス関係の設計・開発のための基礎的知識を身につける。
　以下に具体的な学習・教育目標を示す。
①レーザの基本原理について理解すること
②光・量子デバイスの原理を理解すること　　　　
③光の応用について理解すること

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	未到達レベルの目安
評価項目1	レーザの発振原理を理解し、関連する計算問題をほぼ正確(8割以上)に解くことができる。	レーザの発振原理を理解し、関連する計算問題をほぼ正確(6割以上)に解くことができる。	レーザの発振原理を理解し、関連する計算問題をほぼ正確（6割未満）に解くことができない。
評価項目2	光・量子デバイスの原理の定性的な説明及び関連する計算問題をほぼ正確(8割以上)に解くことができる。	光・量子デバイスの原理の定性的な説明及び関連する計算問題をほぼ正確(6割以上)に解くことができる。	光・量子デバイスの原理の定性的な説明及び関連する計算問題をほぼ正確（6割未満）に解くことができない。
評価項目3	光の変調、偏向、検出等についての理解及び関連する計算問題をほぼ正確(8割以上)に解くことができる。	光の変調、偏向、検出等についての理解及び関連する計算問題をほぼ正確(6割以上)に解くことができる。	光の変調、偏向、検出等についての理解及び関連する計算問題をほぼ正確（6割未満）に解くことができない。
評価項目4	光・量子エレクトロニクス関連の製品についての原理と実際をほぼ正確(8割以上)に説明することができる。	光・量子エレクトロニクス関連の製品についての原理と実際をほぼ正確(6割以上)に説明することができる。	光・量子エレクトロニクス関連の製品についての原理と実際をほぼ正確(6割未満)に説明することができない。

教育方法等

概要:

パワーポイントによる授業を実施する。資料は一部穴埋めで配布する。

授業の進め方・方法:

授業の最後に必ず課題を科す。難解な式はできるだけ省き、物理的な意味などを定性的に理解できるように授業を行う。最先端の電子デバイスおよびその原理などについて解説すると同時に、光学の基礎についても講義する。

注意点:

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	光の吸収と発光 　　　　　吸収、自然放出及び誘導放出の説明と理論解析	光の吸収、自然放出及び誘導放出について理解できる。
		2週	反転分布 　　　　　スペクトル線幅、反転分布及びレーザ発振の原理の説明	反転分布やレーザ発振の原理を理解できる。
		3週	半導体 　　　　　半導体の諸性質について復習	半導体の基本性質を理解できる。
		4週	ダイオード 　　　　　ダイオードの基本原理について復習	ダイオードの基本原理を理解できる。
		5週	半導体レーザ 　　　　　半導体レーザの基本原理と発光ダイオードとの違いの説明	半導体レーザと発光ダイオードの基本原理を理解できる。
		6週	レーザのパルス発振 　　　　　Ｑスイッチ動作とモード同期の説明	Ｑスイッチ動作とモード同期を理解できる。
		7週	固体レーザ 　　　　　ルビーレーザ、ガラスレーザ、ＹＡＧレーザ等の説明	固体レーザの種類と発振原理を理解できる。
		8週	気体レーザ 　　　　　He-Neレーザ、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ等の説明	気体レーザの種類と発振原理を理解できる。
	4thQ
		9週	半導体レーザ 　　　　　Ⅲ－Ⅴ族、多重量子井戸、面発光半導体レーザ等の説明	半導体レーザの種類と発振原理を理解できる。
		10週	その他のレーザ 　　　　　自由電子レーザ、色素レーザ等の説明	液体レーザ等の種類と発振原理を理解できる。
		11週	光検出Ⅰ 　　　　　光電効果及びフォトダイオードの説明と解析	フォトダイオードの基本原理を理解できる。
		12週	光検出Ⅱ 　　　　　光導電効果の説明と解析	光導電効果を理解できる。
		13週	光検出Ⅲ 　　　　　外部光電効果の説明と解析、撮像素子の説明	撮像素子の基本原理を理解できる。
		14週	光制御及び光応用 　　　　　光変調法及び光偏向法の基本原理の説明、光応用の説明	光変調法及び光偏向法の基本原理を理解できる。
		15週	期末試験
		16週	期末試験の解答・解説　最新の光・量子デバイスの紹介	最新の光・量子デバイスについて理解できる。

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	100	33	0	0	0	0	133
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	100	33	0	0	0	0	133
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0