レーザ工学

学校	北九州工業高等専門学校	開講年度	平成30年度 (2018年度)
授業科目	レーザ工学
科目番号	0175	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	履修単位: 1
開設学科	電気電子工学科	対象学年	5
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	新版光エレクトロニクス入門（光エレクトロニクス教科書シリーズ1）
担当教員	福澤剛

1.自然光とレーザ光の特徴と違いを説明でき、波動光学を理解している。B①②、SB①②
2.レーザの発振原理を説明できる。B①②、SB①②
3.レーザを用いた計測法、製品の原理を説明できる。B①②、SB①②

	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	単色性、指向性、可干渉性について説明でき、マックスウェルの方程式、偏光、ポインティングベクトルに関する式の変形ができる。	単色性、指向性、可干渉性について説明でき、マックスウェルの方程式、偏光、ポインティングベクトルの概念を説明できる。	単色性、指向性、可干渉性のいずれかが説明できない。マックスウェルの方程式、偏光、ポインティングベクトルの概念を説明できない。
評価項目2	レーザの発振原理を説明でき、振幅条件と位相条件を導出できる。半導体レーザの構造とバンド図を理解し、光子数密度に関するレート方程式を導出できる。	レーザの発振原理を説明でき、振幅条件と位相条件を説明できる。半導体レーザの構造とバンド図を説明できる。	レーザの発振原理を説明できる。半導体レーザの構造とバンド図について説明できない。
評価項目3	種々の計測法や製品について、数式、図を用いて説明できる。	計測法や製品のそれぞれひとつについて、数式、図を用いて説明できる。	計測法や製品について説明できない。

学習・教育到達度目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。

概要:

光エレクトロニクスの中で重要なレーザ光について学ぶ。気体レーザや半導体レーザの発振原理を理解する。レーザ光を利用した計測法や製品について理解する。

授業の進め方・方法:

テキストやインターネット上の参考資料を活用しながら進める。

注意点:

マックスウェルの方程式など電気磁気学で学んだことが基本となる。

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	シラバス説明、自然光とレーザ光	単色性、指向性、可干渉性を説明できる。
		2週	自然光とレーザ光	単色性、指向性、可干渉性を説明できる。
		3週	マックスウェルの方程式、波動方程式、ポインティングベクトル	マックスウェルの方程式から波動方程式を導出できる。
		4週	偏光	直線、楕円、円偏光を理解できる。
		5週	反射、屈折、干渉、回折	左記の現象を理解できる。
		6週	マイケルソン干渉計	マイケルソン干渉計による微小変位測定法を理解できる。
		7週	中間試験
		8週	答案返却、解答と解説
	2ndQ
		9週	レーザの発振原理	誘導放出と反転分布を理解できる。
		10週	レーザの発振原理	振幅条件、位相条件を説明できる。
		11週	気体レーザ、半導体レーザ	種々のレーザの構造、発振原理を説明できる。
		12週	半導体レーザの回路の解析	半導体レーザの出力特性を理解できる。
		13週	光ディスクなど	種々の製品の原理を理解できる。
		14週	光計測	レーザ光を用いた種々の計測法を理解できる。
		15週	定期試験
		16週	答案返却、解答と解説

分類		分野	学習内容	学習内容の到達目標	到達レベル	授業週
専門的能力	分野別の専門工学	電気・電子系分野	電子工学	エレクトロンボルトの定義を説明し、単位換算等の計算ができる。	4	前11,前12
				真性半導体と不純物半導体を説明できる。	3	前11,前12
				半導体のエネルギーバンド図を説明できる。	4	前11,前12