2023年度学院等開講科目理学院物理学系物理学コース

レーザー物理

開講元: 物理学コース
担当教員: 相川清隆
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 木3-4 (M-103(H114))
クラス: -
科目コード: PHY.C449
単位数: 100
開講時期: 2023年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年7月8日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

自然放出、誘導放出といった光と物質の基本的な相互作用の理解からはじまり、反転分布と光共振器から構成されるレーザーの原理について説明をします。その結果、発生するレーザー光の性質を特徴づける上で有効なコヒーレンスという概念を導入し、一般的な光との違いを明確にします。後半は、レーザー光の特徴として、線幅、偏光、空間モードなどについて説明し、レーザー光を用いた干渉計の原理について解説します。

到達目標

空間モードを踏まえたレーザー共振器の役割、物質の反転分布、光の増幅過程を理解します。また、コヒーレンスという概念を元にレーザー光と通常の光との本質的な違いを理解します。さらに各種レーザーの動作原理と特徴を理解し、その応用についての知識を身につけることを目的とします。

キーワード

空間モード、自然放出と誘導放出、光共振器、反転分布、コヒーレンス、光干渉計

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

パワーポイントで進める予定です。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	レーザーとは	線幅、コヒーレンスなどを理解する
第2回	誘導放射	自然放出と誘導放出を理解する
第3回	レーザー増幅	利得係数と損失係数を理解する
第4回	さまざまなレーザー	実際に使用されているレーザーの構造を理解する
第5回	レーザー光の特徴(1)	実際のレーザーの線幅やコヒーレンスを理解する
第6回	レーザー光の特徴(2)	モードについて理解する
第7回	光干渉計	干渉計について学ぶ

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

ありません

参考書、講義資料等

レーザー物理入門　霜田光一　岩波書店
レーザー基礎の基礎黒澤宏オプトロニクス社

成績評価の方法及び基準

レポートにより評価する。

履修の条件・注意事項

量子力学の基本知識