到達目標
オプトエレクトロニクスデバイスの特性を理解し、実用的な見地から、光デバイスを利用するために必要な基礎知識を説明できる。
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 | 電磁波の伝搬特性を定量的に説明できる。 | 電磁波の伝搬特性を定性的に説明できる。 | 電磁波の伝搬特性を説明できない。 |
| 評価項目2 | 長距離通信における光通信の優位性を電気信号と比較しながら定量的に説明できる。 | 長距離通信における光通信の優位性を電気信号と比較しながら定性的に説明できる。 | 長距離通信における光通信の優位性を電気信号と比較しながら定性的に説明できない。 |
| 評価項目3 | 光通信デバイス（太陽電池とLEDなど）を使った簡単な光通信実験の原理を説明できる。 | 光通信デバイス（太陽電池とLEDなど）について説明できる。 | 光通信デバイス（太陽電池とLEDなど）について説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電気による信号伝送と光による信号伝送の違いを説明しながら、長距離通信における光による信号伝送の優位性を理解する。
授業の進め方・方法:
1. 授業方法は講義を中心とし、演習問題や課題を出して解答の提出を求めます。
注意点:
電気回路・電磁気学・電子回路・ディジタル回路・電子材料・電子計測・電気機器に関する内容を復習しておくこと。
授業では毎回資料を配布する。試験は資料を中心に作成する。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
概要説明 |
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| 2週 |
電磁波1（変位電流とマクセル方程式） |
変位電流について説明でき、マクセル方程式の解の工学的な重要性を説明できる。
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| 3週 |
電磁波2（平面波の伝播特性） |
平面波の伝搬特性を定量的に説明できる。
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| 4週 |
電磁波の反射と透過 |
誘電率のことなる材料を電磁波（光）が通過した時の電磁波の振る舞いを説明できる。
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| 5週 |
損失のある誘電体中の電磁波の伝播特性 |
損失のある誘電体中を電磁波（光）が伝搬する時の伝搬特性を定量的に説明できる。
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| 6週 |
電磁波の伝送（導波管、同軸ケーブル、レッヘル線での伝送特性） |
主に、同軸ケーブルとレッヘル線で電磁波の伝搬特性が異なることを説明できる。
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| 7週 |
発光ダイオードの構造と特性
半導体レーザーの構造と特性
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発光ダイオードの構造と発光の原理を説明できる。
半導体レーザーの構造や発光ダイオードとの光の性質違いを説明できる。
ダブルへテロ構造を説明できる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
光伝播と光物性の基礎および光ファイバー用材料について |
光ファイバーでの光の伝搬特性を説明でき、電気信号による信号伝送より長距離では優れていることを説明できる。
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| 10週 |
光ファイバの基礎的性質（光ファイバの幾何光学など） |
光ファイバーでの伝搬特性を定性的または定量的に説明できる。
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| 11週 |
光ファイバーによる信号伝送（伝送路および材料による各種損失特性など） |
光ファイバーでの信号伝搬特性を知り、誘電体中での光の散乱および光の吸収について定性的に説明できる。
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| 12週 |
光ファイバーの製造と構造（製造工程、機械的特性、接続方法など） |
光ファイバーの製造方法や機械的特性を説明できる。
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| 13週 |
光デバイスの構造 |
各種光デバイスの構造を説明できる。
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| 14週 |
光検波器の原理と簡単な光通信実験 |
太陽電池とLEDまたは電球による光通信実験の理論や動作原理を説明できる。
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| 15週 |
定期試験 |
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| 16週 |
復習 |
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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 | 60 | 0 | 0 | 0 | 40 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 60 | 0 | 0 | 0 | 40 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |