光導波工学

概要

エネルギーの利用,物質の理解と材料・デバイスの創成に結びつき,理論・技術的に応用展開する能力を高める内容である。 光回路素子などの誘電体導波路における,光波の伝搬およびその制御素子に関する講義を行う。内容は,光導波の原理と基礎概念,薄膜光導波路の波動光学的取り扱いによる誘電体導波路の解析,モードの概念,分散,三次元光導波路内を伝搬する導波光の解析方法であるビーム伝搬法,導波路間の光相互作用を解析するモード結合理論,光の波長程度の三次元的な周期的屈折率分布をもつフォトニック結晶のバンド構造とそれを応用した導波路,そして導波光制御を行う応用デバイスの動作原理についてである。 光伝搬に関する専門科目であり,電磁波論の基礎知識が要求される。 カリキュラム・ポリシーである「電気・電子工学および関連分野の発展に寄与し,人間社会の発展や地球環境の保全に貢献できる力」を得るための知識を修得する学修を行う。

目標

光通信において用いられる光デバイスの光伝搬とその特性について理解できるようになる。 光デバイスの光伝搬をマクスウェル方程式から理解できるようになる。 光通信システムと光デバイスの関連性を理解できるようになる。 ディプロマ・ポリシーである「電気・電子工学および関連分野の発展に寄与し,専門知識を用いて人間社会の発展や地球環境の保全に貢献できる人材の養成」するために,技術的に応用展開する能力の修得を目標とする。

授業外の学習

【予習】(所要時間:各回80 分程度) ・授業で使用する配布資料を事前に読み,語句や数式の意味を参考資料等で調べておく。 ・配布資料に関連する基本的知識が足りない場合は,「光ファイバ通信入門」などの参考書を読み理解する。 【復習】(所要時間:各回110 分程度) ・配布資料および自筆ノート・メモ等を利用し,講義内容を要約してみる。また,参考資料を使用して体系的な理解をする。 ・授業内で行った小テストを再度解いてみて,講義内容の知識を確認する。 ・発展的な理解をするために,参考資料の章末問題を解いてみる。 ・IEEE Photonics Technology Lettersなどの学術論文を参照し,実際のシステムに使用されているシステム,デバイスの理解を深める。 ・事前に抱いていた疑問点が解消されたか確認する。授業後に残った疑問点については,再度体系的な参考資料を使用したり,担当教員に質問したりして解消を図る。

所要時間: 190分