授業科目名(和文)
[Course]
先端光デバイス論
授業科目名(英文)
[Course]
Advanced Optical Device Theory
学部(研究科)
[Faculty]
情報系工学研究科
学科(専攻)
[Department]
システム工学専攻
担当教員(○:代表教員)
[Principle Instructor(○)
and Instructors]
福嶋 丈浩  自室番号(2310)、電子メール(fuku**c.oka-pu.ac.jp)
※利用の際は,** を @に置き換えてください
単位数
[Point(Credit)]
後期 2単位
対象学生
[Eligible students]
システム工学専攻博士後期課程1・2・3年次生
授業概略と目標
[Course description and Objects]
光通信システムや光情報処理機器の光源として重要な役割を果たす半導体レーザおよび関連光デバイスの高機能化・高性能化の手法を講述する。具体的には、横モード制御技術やビームアスペクト比の改善など半導体レーザの出力ビーム特性を向上させる手法を述べる。また、半導体レーザの高出力化の手法について、信頼性評価技術を含めて講述する。さらに、光合分波器の多機能化の手法や光非線形効果の光デバイスへの応用について講述する。
到達目標
[Learning Goal]
1.高度情報化社会における光デバイスの役割を理解する。
2.半導体レーザおよび関連光デバイスの要素技術を理解する。
3.半導体レーザおよび関連光デバイスの研究開発課題を理解する。
授業計画とスケジュール
[Course schedule]
 1. 高度情報化社会を支える光デバイス
   情報の記録と伝達の歴史を振り返るとともに、今日の高度情報化社会において光デバイスが果たす役割について学ぶ。
 2. 半導体レーザの構造と基本的な特性
   半導体レーザの構造と基本的な特性について学ぶ。
 3. 半導体レーザにおける光の導波
   誘電体三層スラブ導波路における光の導波について学ぶ。
 4. 半導体レーザの近視野像と遠視野像
   半導体レーザの近視野像や遠視野像の測定方法や計算方法について学ぶ。
 5. 半導体レーザの横モード制御技術
   安定な基本横モード発振が得られる半導体レーザの構造について学ぶ。
 6. 半導体レーザの非点隔差とビームアスペクト比
   半導体レーザを光ディスク装置等へ応用する際に問題となる非点隔差やビームアスペクト比について学ぶ。
 7. 半導体レーザの信頼性評価技術
   半導体レーザの特性が劣化するメカニズムやその評価技術について学ぶ。
 8. 半導体レーザの高出力化
   半導体レーザの出力を高める方法について学ぶ。
 9. 光ディスク用半導体レーザと光通信用半導体レーザ
   光ディスク用半導体レーザと光通信用半導体レーザの開発の歴史について学ぶ。
10. ディスプレイ用レーザ
   レーザディスプレイ用の光源として開発が進められている赤色半導体レーザ、緑色半導体レーザ、青色半導体レーザの研究開発動向について学ぶ。
11. 微小共振器レーザ
   半導体レーザの高性能化や多機能化を目指した研究の一例として、微小共振器レーザの研究を紹介する。
12. 屈折率分布型レンズを用いた光結合系
   屈折率分布型レンズを用いた光ファイバ同士の結合系や光源(半導体レーザ)と光ファイバの結合系について学ぶ。
13. 屈折率分布型レンズを用いた光合分波デバイス
   屈折率分布型レンズを用いた光合分波デバイスについて学ぶ。
14. 光合分波デバイスの高性能化・高機能化
   アレイ導波路回折格子(AWG)を用いた光合分波デバイスについて学ぶ。
15. 光非線形効果を用いた光デバイス
   光非線形効果を利用した高速光スイッチや波長変換素子の研究を紹介する。
成績評価方法と基準
[Grading policy (Evaluation)]
課題に対するレポートにより評価する。
教科書
[Textbook]
教科書:教科書は使用しないが、毎回、講義資料を配布する。
参考書:図書館には、光の応用技術に関する書籍が多数あります。半導体レーザ、光エレクトロニクス、光ファイバ通信、レーザディスプレイ、フォトニック結晶、メタマテリアルなどのキーワードで所蔵検索を行うと関連する書籍が多数見つかります。これらの書籍を参照することで、関連分野の歴史や背景、技術動向や課題などを学ぶことができます。
自主学習ガイド及び
キーワード
[Self learning]
Optics Expressは、米国光学会が出版する有名なオンラインオープンアクセスジャーナルであり、インターネットを介して誰でも無料で論文が閲覧できます。内容を理解するには専門的な知識が必要ですが、光学分野の最新の研究に触れることができますので、是非アクセスしてみてください。https://www.osapublishing.org/oe/home.cfm
キーワード:半導体レーザ、光エレクトロニクス、光ファイバ通信、レーザディスプレイ
開講年度
[Year of the course]
28