通信用光回路工学

博士前期課程理工学研究科 - 理工学専攻

MSEE7240

コース情報

担当教員: 高橋 浩

単位数: 2

年度: 2024

学期: 秋学期

曜限: 金4

形式: 対面授業

レベル: 500

アクティブラーニング: なし

他学部履修: 不可

評価方法

出席状況

30%

レポート

70%

詳細情報

概要

IT社会を支える通信インフラとして,光ファイバ通信は日常生活に不可欠なものである。本講義では,光ファイバ伝送システムの概要,各種変調方式,伝送速度の高速化について解説するとともに,そこで用いられる各種光回路(波長分散補償器,波長フィルタ,光スイッチ,偏光フィルタ,変調器,復調器など)の原理や最新の技術について詳しく説明する。この授業は電気電子工学領域のカリキュラム・ポリシーにある「2.電気・電子工学領域が提供する半導体,電力,情報通信などに関する科目を受講し,これらについて専門知識を得させる」に対応する。 資料配布やレポート提出等には,以下のmoodle 高橋 浩 Takahashi, Hiroshi > 通信用光回路工学-2022 を使用するので,遅くとも秋学期開始1週間前までにはコース登録し,事前準備をしておくこと。

目標

電磁波伝搬の数学的記述・算術と光回路の伝達関数などの基礎スキルを習得する。また,光ファイバや光導波路中での光の伝搬や,光回路で実現される各種デバイス(波長分散補償器,波長フィルタ,光スイッチ,偏光フィルタ,変調器,復調器)の動作原理とその特性や特徴を数式を使って表現・理解することを目標とする。その結果として,ディプロマポリシーに記載の「電気・電子工学および関連分野において最先端で活躍できる専門知識を身につけるとともに,新技術開発や新分野開拓をできる力」を習得することを目標とする

授業外の学習

本講義は基本的には予習を必要としない。復習に力を入れて学習することが望ましい。講義中に学んだこと思い出しながら配布資料を丁寧に読み返し,要点をノートに整理すること。資料の読み返しに講義時間と同等の100分,ノート作成に90分,合計190分程度必要である。 電磁気学,電気回路等の知識が必要であるので,学部時代の講義を適時復習する。また,波動方程式を始め多数の数式が何度も必要となるので,毎回復習し次回の講義に備えること。

所要時間: 190分

スケジュール

  1. 光通信システムの概要
  2. 光の伝搬と光ファイバ
  3. 光導波路の基礎(1)
  4. 光導波路の基礎(2)
  5. 伝達関数と方向性結合器
  6. 光スイッチ
  7. 光ファイバにおける群速度分散
  8. 非対称マッハツェンダー干渉計と分散補償回路
  9. 波長フィルタ回路(AWGの基本)
  10. AWG波長フィルタの高性能化
  11. 多値変調とデジタルコヒーレント伝送
  12. 光変調器
  13. デジタルコヒーレント検波
  14. 光OFDMフィルタ

教科書

講師オリジナルテキスト

    参考書

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