レーザー・電子光学特論

科目名	レーザー・電子光学特論
教員名	上岡隼人
単位数	2	課程	前期課程	開講区分	文理学部
学期	前期	履修区分	選択必修

授業概要	レーザーの基礎物理の理解とその応用
授業のねらい・到達目標	レーザー光の発振原理と媒質との相互作用について、基礎から応用までを学ぶ。
授業の方法	板書およびプロジェクターを用いた講義を主として授業を行う。

授業計画
1	各種レーザーの紹介　[事前学習]教科書の第一章（各種レーザーについて）を予習しておくこと。　[事後学習]教科書の第一章と講義内容をノートにまとめておくこと。
2	光のコヒーレンス　[前]光の干渉現象について予習しておくこと　[後]光の干渉およびコヒーレンスについてノートにまとめておくこと。
3	電磁光学１（マクスウェル方程式と光の反射・屈折）　[前]電磁気学および光学について予習しておくこと　[後]複素数を用いた光の表式についてノートにまとめておくこと。
4	電磁光学２（共振器と導波路）　[前]光の屈折および反射（全反射）の複素表示形式について復習しておくこと　[後]共振器と導波路内における光の伝搬についてノートにまとめておくこと。
5	電磁光学３（ガウスビーム）　[前]共振器と導波路内における光の伝搬について復習しておくこと　[後]ガウスビームの伝搬とそのモードについてノートにまとめておくこと。
6	量子光学１（黒体輻射および光の吸収と放出）　[前]統計熱力学と量子力学の波動関数について復習しておくこと　[後]黒体輻射の原理と光吸収・放出の量子力学的扱いについてノートにまとめておくこと。
7	量子光学２（屈折率と複素感受率）　[前]光吸収・放出の扱いと波動の複素表記について復習しておくこと　[後]屈折率と複素感受率の導出とその表式の意味についてノートにまとめておくこと。
8	講義内容の理解を深めるため、これまでの復習とその解説を行う　[前]第１回～第７回の内容を復習しておくこと　[後]学修した内容の整理をする。
9	レーザーの原理１（反転分布と増幅）　[前]離散的なエネルギー準位と光吸収・放出について復習しておくこと　[後]反転分布状態からの緩和を表すレート方程式についてノートにまとめておくこと。
10	レーザーの原理２（レーザー発振）　[前]反転分布状態と光の増幅について復習しておくこと　[後]レーザー発振とその条件についてノートにまとめておくこと。
11	レーザーの出力特性１（レーザー発振の過程）　[前]レート方程式とレーザー発振について復習しておくこと　[後]レーザー発振における閾値と微分方程式についてノートにまとめておくこと。
12	レーザーの出力特性２（Ｑスイッチ）　[前]レーザー発振の過程について復習しておくこと　[後]発振における数値微分方程式とＱスイッチについての理解をノートにまとめておくこと。
13	媒質との相互作用１（２準位系と電磁場）　[前]量子力学の波動関数について復習しておくこと　[後]遷移確率の導出と双極子モーメントについてノートにまとめておくこと。
14	媒質との相互作用２（相互作用の例）　[前]２准位系と光の相互作用について復習しておくこと　[後]実際の系における相互作用例についてノートにまとめておくこと。
15	講義内容の理解を深めるため、これまでの復習とその解説を行う　[前]第９回～第１４回の内容を復習しておくこと　[後]学修した内容の整理をする。

その他
教科書	霜田光一『レーザー物理入門』岩波書店 1983年第1版
参考書	Amnon Yariv, Pochi Yeh (著), 多田邦雄, 神谷武志 (翻訳) 『光エレクトロニクス　基礎編』丸善 2010年第6版
成績評価の方法及び基準	レポート(30%)、授業内テスト(30%)、授業参画度(40%) レポート類はグラフなどを除き全て手書きとする。
オフィスアワー	8号館B棟114号室上岡研 (水曜2限目)