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	2019
授業科目	光・量子エレクトロニクス
科目番号	0259	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	前期	週時間数	前期:2
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、関連する応用問題を解くことができる。	レーザの発振原理を理解し、関連する基礎問題を解くことができる。	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応用問題を解くことができる。	光・量子デバイスの原理の定性的な説明及び関連する基礎問題を解くことができる。	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応用問題を解くことができる。	光の変調、偏向、検出等についての理解及び関連する基礎問題を解くことができる。	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を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説明することができない。

教育方法等

概要:

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。
英語導入計画：Technical terms

注意点:

学習・教育目標：(D-4(1))100%
JABEE基準1(1)：(d)

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		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（ＡＬのレベル：C）	光の吸収および発光の原理を理解する。 （時間外学修）アインシュタインのA、B係数に関する演習
		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（ＡＬのレベル：C）	反転分布について理解する。 （時間外学修）スペクトル線幅に関する演習
		3週	レーザの発振 CWとＱスイッチ動作とモード同期の説明（ＡＬのレベル：C）	レーザの発振について理解する。 （時間外学修）レーザーパルスに関する演習
		4週	光源の種類（ＡＬのレベル：C）	国体放射について理解する。 （時間外学修）黒体放射に関する演習
		5週	気体レーザ He-Ne レーザ、炭酸ガスレーザ等の説明（ＡＬのレベル：C）	気体レーザの発振原理を理解する。（時間外学修）ビーム品質に関する演習
		6週	固体レーザ ルビーレーザ、ＹＡＧレーザ等の説明（ＡＬのレベル：C）	個体レーザの発振原理を理解する。（時間外学修）YAGレーザーに関する演習
		7週	ファイバーレーザー Er添加ファイバーレーザ―等の説明（ＡＬのレベル：C）	ファイバーレーザの発振原理を理解する。（時間外学修）レーザー媒質の放熱性に関する演習
		8週	半導体発光デバイス 半導体の諸性質や発光ダイオード等の説明（ＡＬのレベル：C）	LEDの発光原理を理解する。（時間外学修）LEDに関する演習
	2ndQ
		9週	半導体レーザI 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（ＡＬのレベル：C）	半導体レーザの発振原理を理解する。（時間外学修）半導体レーザーに関する演習
		10週	半導体レーザII Ⅲ－Ⅴ族、多重量子井戸、面発光半導体レーザ等の説明（ＡＬのレベル：C）	半導体レーザの材料や構造を理解する。（時間外学修）半導体の組成比に関する演習
		11週	光検出Ⅰ アバランシェフォトダイオードやPINフォトダイオードの説明と解析（ＡＬのレベル：C）	光検出の原理を理解する。（時間外学修）フォトダイオードに関する演習
		12週	光検出Ⅲ 外部光電効果の説明と解析、撮像素子の説明（ＡＬのレベル：C）	CMOS、CCDイメージセンサを理解する。（時間外学修）イメージセンサに関する演習
		13週	光制御及び光応用I 光変調法の基本原理の説明、液晶の説明（ＡＬのレベル：B）	偏光面の制御を理解する。（時間外学修）磁気光学効果に関する演習
		14週	光制御及び光応用II 光偏向法の基本原理の説明、光応用の説明（ＡＬのレベル：C）	光偏向器を理解する。（時間外学修）光偏向に関する演習
		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（ＡＬのレベル：C）	最新の光・量子デバイスを理解する。（時間外学修）総合演習問題

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