到達目標
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。
レーザの発振原理を説明できる。
レーザを用いた計測法、製品の原理を説明できる。
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 | 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ない。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。 |
学科の到達目標項目との関係
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。
学習・教育到達度目標 B② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解くことができる。
JABEE SB① 共通基礎知識を用いて、専攻分野における設計・製作・評価・改良など生産に関わる専門工学の基礎を理解できる。
JABEE SB② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解決できる。
教育方法等
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:
テキストや補足プリント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。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1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。
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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。
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3週 |
明るさの単位 |
光束、照度、光度について理解し、計算できる。
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4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。
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5週 |
偏光 |
直線、楕円、円偏光を理解できる。
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6週 |
反射、屈折、干渉、回折 |
左記の現象を理解できる。
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7週 |
1~6週目までの復習 |
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8週 |
中間試験 |
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4thQ |
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。
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10週 |
レーザの発振原理 |
振幅条件、位相条件を説明できる。
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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。
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12週 |
半導体レーザの特性 |
半導体レーザの出力特性を説明できる。
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13週 |
光ディスクなど |
種々の製品の原理を理解できる。
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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。
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15週 |
9~14週目までの復習 |
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16週 |
定期試験 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
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 |
評価割合
| 試験 | 小テスト等 | 演習・レポート | 発表 | 相互評価 | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 0 | 30 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 70 | 0 | 30 | 0 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |