光電磁波伝送工学

理工学部 - 機能創造理工学科

SEA66000

コース情報

担当教員: 下村 和彦

単位数: 2

年度: 2024

学期: 秋学期

曜限: 木1

形式: 対面授業

レベル: 300

アクティブラーニング: あり

他学部履修: 不可

評価方法

定期試験

定期試験期間中

80%

小テスト等

20%

詳細情報

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。 情報を乗せた光電磁波を伝送する技術として,光電磁波を導波路内に閉じ込めて伝搬させる技術がある。この技術は外界の影響を受けることが少ない利点を持つと同時に,導波路自身の持つ分散特性や損失特性が直接伝送品質にかかわってくる。本講義においては,金属導体導波路,光ファイバ,誘電体導波路などの伝送技術の利点,伝送特性についての理解を深める。 カリキュラム・ポリシーの「物質の理解と材料・デバイスの創成」,「ものづくりとシステムの創造」の切り口で電磁気学,電磁波を体系的に学び,その内容を理論・技術的に応用展開する能力を修得させる,学修を行う。 電磁波伝搬,光伝搬の専門科目であり,電磁波伝搬の基礎の履修を推奨する。

目標

電磁波伝搬に関する基礎知識を修得する。 伝送線路を用いた電磁波伝搬に関して電界と磁界の特長を理解できるようになる。 伝送線路の損失,帯域を理解し,それらを応用することができるようになる。 ディプロマ・ポリシーの「物質の理解と材料・デバイスの創成」,「ものづくりとシステムの創造」の切り口で電気・電子工学,電磁波を学ぶことによって,科学・技術の諸問題を解決する力を身につけ,独創的な研究を推進し,科学・技術のさらなる発展へ貢献する能力,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,空欄の部分にどのような語句や数式が当てはまるか参考資料等で調べて予想を付けておく。 ・配布資料に関連する基本的知識が足りない場合は,「光・電磁波論」,「電磁波工学」,「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。 ・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

スケジュール

  1. 伝送線路の種類と伝送帯域
  2. Maxwellの方程式
  3. 波動方程式
  4. 自由伝搬
  5. 情報の伝送速度
  6. 電磁波伝搬の境界値問題
  7. 干渉,回折現象
  8. 伝送線路方程式
  9. 平行二線線路,同軸線路
  10. 導波管
  11. 金属伝送路の伝送損失と帯域
  12. 誘電体薄膜光導波路
  13. 光導波路の特長
  14. 光導波路の分散特性,散乱,損失

教科書

テキストは指定しない。

    参考書

    • 光・電磁波論

      著者: 三好旦六

      出版社: 培風館

    • 電磁波工学

      著者: 雨宮好文

      出版社: オーム社

    • 光ファイバ通信入門

      著者: 末松安晴

      出版社: オーム社

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