授業科目名 : 光工学1

科目コード 60440
配当学年 3年
開講年度・開講期 平成30年度・後期
曜時限 火曜・2時限
講義室 電総中
単位数 2
履修者制限
授業形態 講義
使用言語 日本語
担当教員    所属・職名・氏名 工学研究科・教授・川上養一, 工学研究科・准教授・船戸充,

授業の概要・目的

光エレクトロニクスの学術体系の中での重要な側面である波動光学を中心とした講義を行なう.具体的には光波の基本的性質,屈折,透過,反射,干渉,回折等の光学的諸現象とその取り扱い,フーリエ光学の基礎について講述する.また,それらの現象を応用した基本的な光学機器・素子の原理についても述べる.

成績評価の方法・観点及び達成度

主に筆記試験(定期試験)の成績で評価する.

到達目標

光波の基本原理を理解することを目標とする.

授業計画と内容

項目 回数 内容説明
光工学の概要 1 光工学・光エレクトロニクスと日常生活との関わりを実例を挙げて述べた後,レーザの出現がもたらしたこの分野の歴史的発展と工学上の意義を説明し、本講義の位置付けを行なう.
光波の基本的性質 2-3 マックスウェル方程式を基に等方性・異方性媒質中の光波伝搬の取り扱いについての基礎的事項を述べる.また,光波の偏光について説明する.
光波の屈折・透過・反射 3-4 非吸収媒質を取り上げ,異なる二つの媒質の境界で生じるこれらの現象の取扱の基礎となるスネルやフレネルの公式を説明した後,全反射とその応用としての光学素子について述べる.また,吸収媒質での光波の振舞いについても言及する.
干渉と可干渉性 3-4 二光波の干渉から光の可干渉性(コヒーレンス)の概念を説明する.また干渉現象を利用したマイケルソン干渉器,分光器,ファブリペロ光共振器,薄膜光学素子などの光学機器の動作原理も説明する.併せて,光共振器の応用としてレーザ発振器の原理を述べる.
光波の回折と光信号処理 3-4 スカラ回折の基礎理論を基に,空間周波数の概念を導入してフーリエ変換手法による光波回折の取扱を述べ,具体的な回折像の例を解説する.また,その応用として空間フィルタなど光情報処理の原理について述べる。また,最近の話題として,ホログラフィー技術の基本的原理と応用について概説する。
学習到達度の確認 1 学習到達度を確認する。

教科書

藤田茂夫: 光工学 (印刷テキスト) , 適宜プリント配布

参考書等

現代光科学I(大津元一,朝倉書店)
ヘクト光学I,II(Eugene Hecht,丸善株式会社)

履修要件

電磁気学,フーリエ変換

授業外学習(予習・復習)等

授業URL

その他(オフィスアワー等)

講義の前に印刷テキストの該当部分を予習するとともに,講義中に出題した練習問題は各自解いておくこと.