2024年度学院等開講科目物質理工学院材料系

光学 II

開講元: 材料系
担当教員: VACHA MARTIN
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火1-2 (S8-102)
クラス: -
科目コード: MAT.P302
単位数: 100
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 1Q
シラバス更新日: 2025年3月14日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

太陽電池、ディスプレー、光導波路、などを扱う光・電子デバイス工学、光物性や光機能性の分野では光学の基礎の知識が必要です。本講義は光学I（Optics I）の復習に続き、Fresnel方程式を用い、光の屈折及び反射を取り上げます。そして、応用として光ファイバ、導波路、近接場光学を紹介します。次に光干渉の原理、干渉の応用として干渉計、多光波干渉、なども紹介します。さらに、回折の基礎、スリットと円型の開口におけるFraunhofer回折、光学機器の分解能を説明し、回折格子及び分光器を紹介します。Einstein係数、光の誘導放出、レーザーの原理とその応用も説明します。本講義は英語で行ないますが、各スライドの重要なポイントは日本語でも説明します。英語と日本語の割合は大体6：4になっています。
英語での学習によって専門用語や英語での発表を英語で理解することができ、これは将来の研究活動で大いに役立ちます。

到達目標

本講義を履修することによって、電磁気学の知識を元にし、様々な基礎的なおよび先端的な光学現象を理解することを到達目標とします。さらに、講義中に行われるデモンストレーション実験により、観察力、課題発見力を高め、理論とデモンストレーション実験を比較することで課題解決力を身に付けることを到達目標とします。

キーワード

光の干渉、回折の基礎、レーザーの原理

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

毎回の講義の最初の２０分間で、前回の講義の内容復習および演習問題の解説をします。講義の内容によって、最初はデモンストレーション実験も紹介し、実験で観察した現象を解析しながら講義を進めます。各回の講義の内容をよく理解し、課題を予習・復習で行って下さい。本講義を英語で行ないますが各スライドの重要なポイントを日本語でもまとめます。英語と日本語の割合は大体6：4になっています。英語は得意でなくても授業が受けられます。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	光学I（Optics I）の復習：光の基本的性質, 屈折率，Lorentz振動子モデル, 光の伝搬, 偏光	特になし
第2回	反射，屈折, Fresnel方程式
第3回	全反射, 幾何光学, 光導波路
第4回	光の干渉，光のコヒーレンス, 干渉計
第5回	多光波干渉, 光の回折
第6回	回折格子, 光学機器の分解能，レーザーの原理
第7回	全講義の復習, 問題を解く

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

原著5版　ヘクト　光学　I　基礎と幾何光学（丸善出版）
原著5版ヘクト光学 II: 波動光学（丸善出版）
大津元一「現代光科学」（１）（朝倉書店）

参考書、講義資料等

講義のスライドを毎回の講義の後配布する

成績評価の方法及び基準

講義の内容の理解およびその応用を評価する。期末試験（90％），小テスト（10％）で成績を評価する。

履修の条件・注意事項

特になし。

その他

主に英語での授業ですが、各スライドの重要なポイントを日本語でも説明します。英語/日本語の割合は大体6：4になっていますので、英語は得意でなくても授業が受けられます。