科目名
(英訳)
レーザー光学
Laser Optics
標準履修年次 3 単位数 1.5
科目番号 開設曜時限 実施学期 担当教官名 研究室 電話
FF26131 (応用物理)金2秋ABC加納英明3F6075421
FF36161 (電子・量子工学)
FF46131 (物性工学)
FF56161 (物質・分子工学)

授業概要

 レーザーの仕組み,各種のレーザー,レーザーの応用について学ぶ。レーザーは今日,非常に幅広い分野で用いられている。この授業では,レーザーを用いるに際して必要な理解と知識を得ることを第一の目的とする。
 また,光の吸収や放出,増幅など,物質と光の相互作用の基本を理解する。これは,レーザーの基礎を理解するために必要であるだけでなく,光エレクトロニクス,分光学,光物性など,光と物質に関わる幅広い分野の基礎となるものである。

授業内容

1.序論
  光の粒子性と波動性
2.レーザーの基礎
  レーザー光の特徴,レーザーの応用
  電磁波のモード分布,プランクの熱放射式
  自然放出と誘導放出,反転分布,3準位・4準位レーザー
  レーザー共振器,発振のしきい値,Qスイッチ,モード同期
3.各種レーザー
  レーザーで用いられる光学素子,固体レーザー,気体レーザー,色素レーザー
4.光と物質の相互作用の古典論
  マクスクェル方程式と電磁波,複素感受率・誘電率・屈折率
  ローレンツ模型,スペクトルの広がり,緩和
5.光と物質の相互作用の量子論
  定常状態間の遷移,双極子近似,2準位系,遷移確率,振動分極
6.非線形光学
  非線形感受率,第2高調波発生,位相整合,光カー効果,4光波混合

成績評価規準

複数回のレポート提出による。

試験日程予定

教科書

教科書:「レーザー光学 講義テキスト」http://www.bk.tsukuba.ac.jp/~hattori/indexJ.htmlからリンクされているPDFファイルを各自ダウンロードしておくこと。
参考書:「レーザー物理入門」霜田光一(岩波書店)
    「量子光学」松岡正浩(裳華房)
    「非線形光学入門」服部利明(裳華房)

学習上の注意

授業中に,よく理解すること。忘れないうちに,復習をすること。

履修上の注意

「振動(力学A)」,「波(力学B)」,「電磁気学B」,「量子力学I」,「光学」の内容を理解していること。
関連科目として,「光物性工学」,「光エレクトロニクス」がある。