基本情報/Basic Information

遠隔授業（授業回数全体の半分以上）の場合は、科目名の先頭に◆が付加されています（2023年度以降）

開講科目名 ／Course	光ファイバ工学／Optical Fiber Technologies
時間割コード ／Course Code	S2200850_S6
開講所属 ／Course Offered by	システム工学研究科／Graduate School of Systems Engineering
ターム・学期 ／Term・Semester	2024年度／Academic Year　　第1クォーター／1Q
曜限 ／Day, Period	金／Fri　3,　金／Fri　4
開講区分 ／Semester offered	第1クォーター／1Q
単位数 ／Credits	2.0
学年 ／Year	1,2
主担当教員 ／Main Instructor	松本　正行
科目区分 ／Course Group	_
授業形態 ／Lecture Form	講義
教室 ／Classroom	北３号館Ｂ２０３／北３号館Ｂ２０３
開講形態 ／Course Format
ディプロマポリシー情報 ／Diploma Policy

担当教員情報/Instructor Information

教員名 ／Instructor	教員所属名 ／Affiliation
松本　正行	システム工学部（教員）

授業の概要・ねらい ／Course Aims	光ファイバは低損失の光伝送線路として知られており、同軸ケーブルなどその他の信号伝送線路と比べて、はるかに高速の情報を長い距離にわたって伝送することができます。また、ファイバを伝わる光の性質はファイバ周囲の温度やファイバに加わる圧力・振動によって変化するので、この性質を利用することによって光ファイバを各種物理量の広範囲の分布型センサに応用できます。本講義では、分散や非線形効果などファイバを伝わる光の基本的な性質を解説した後、光ファイバを用いた情報伝送の基礎と長距離大容量通信システムおよびセンサシステムの概要を紹介します。 　本講義を受講することで、情報通信ネットワークの基幹的な役割を果たす光ファイバ通信システムのしくみの基礎と光ファイバセンサ応用の基礎を身につけることができます。
到達目標 ／Course Objectives	（１）ファイバ中の光伝搬の物理（電磁界のモード解析、分散、非線形効果）、（２）光ファイバ通信方式（光の変調・復調、光信号のスペクトル）、（３）光デバイス技術（レーザ、光検出器、光増幅）、（４）光ファイバ通信およびセンサシステム技術（直接検波、コヒーレント検波、波長分割多重伝送、光センサ技術）、の基礎を理解することを到達目標とします。
成績評価の方法・基準 ／Grading Policies/Criteria	単位認定試験７０％、レポート３０％
教科書 ／Textbook	適宜資料を配布します。
参考書・参考文献 ／Reference Book	例えば、 「イラスト・図解　光ファイバ通信のしくみがわかる本」山下真司著、技術評論社、ISBN 978-4774114361、1,738円． 「フォトニクスの基礎」榎原晃、川西哲也著、コロナ社、ISBN 978-4-339-00922-4、2,860円．
履修上の注意 ・メッセージ ／Notice for Students	特にインターネットが普及して以来、様々な形の大量の情報が、人が意識するしないにかかわらず、身近な範囲から国境を越える遠くの場所までの地球上をリアルタイムでやりとりされるようになっています。私たちの社会はこのような情報やデータの伝達や処理を行うシステムの上に成り立つようになっています。数十キロメートルを超える距離を結ぶ情報の実時間のやりとりの多くにおいて、光ファイバが用いられます。この講義では、社会基盤技術の一つとして重要な役割を果たしている光ファイバ通信システムの物理的な基礎を解説します。光ファイバ通信やセンシング技術の専門知識を身につけたい人の受講を期待しています。
履修する上で必要な事項 ／Prerequisite	記載事項なし
履修を推奨する関連科目 ／Related Courses	受講者は、微積分学、電磁気学、フーリエ解析、の基礎知識を有することが望まれます。
授業時間外学修についての指示 ／Instructions for studying outside class hours	授業時間外学習として毎回予習2時間・復習2時間を確保してください（授業時間外学習として課するレポート課題に取り組む時間を含みます）。
その他連絡事項 ／Other messages	記載事項なし
授業理解を深める方法 ／How to deepen your understanding of classes	記載事項なし
オフィスアワー ／Office Hours	講義日の12:30〜13:00（その他の時間帯も対応できます。）北1号館316室。 出張や緊急の用事で不在の場合があるので、事前メールによる予約を推奨します。 メールアドレス：mmatsu@wakayama-u.ac.jp
科目ナンバリング ／Course Numbering	S21025J10099P506

No.	回（日時） ／Time (date and time)	主題と位置付け（担当） ／Subjects and instructor's position	学習方法と内容 ／Methods and contents	備考 ／Notes
1	1	講義の概要・ねらい	本講義の内容を概説します。
2	2	自由空間を伝わる電磁波と導波路を伝わる電磁波	光は電磁波の一種です。もっとも単純な形の電磁波である平面電磁波を例にとって、数式による電磁波の表現方法や電磁波の基本的な性質を解説します。導波路とは何かについても述べます。
3	3	ファイバを伝わる光のモード解析	導波路を伝わる電磁波を論じる際に重要な「モード」の概念を説明します。
4	4	モード分散と波長分散	光信号の時間波形をファイバを伝わることによって変形します。その主要な原因であるモード分散や波長分散について説明します。
5	5	光ファイバの製造方法、種々の光ファイバ	光ファイバの製造方法を紹介します。
6	6	分散補償技術	波長分散の効果を打ち消す技術である分散補償技術について解説します。
7	7	光の変復調	光を使って情報を伝達する際に、どのような方法で光に情報を書き込み、どのようにして読み出すかを説明します。
8	8	波長分割多重方式	１本の光ファイバを使って伝送できる情報量を増大させるために必須の技術である波長分割多重方式の概要を述べます。
9	9	光増幅	数百km以上離れた場所まで光信号を伝送するために欠かすことができない重要なしくみである光増幅作用について説明します。
10	10	光ファイバ中の非線形効果	ファイバ中を伝わる光波の性質は、光の強さに依存して変化します。このような非線形効果が何によってもたらされるかを解説します。
11	11	非線形効果がもたらす問題と非線形効果の応用	ファイバの非線形効果は光信号の伝送特性に悪影響をもたらす一方で、新機能を実現するために利用することもできます。これらの性質を説明します。
12	12	コヒーレント光通信方式	光の位相を利用した通信方式であるコヒーレント光通信について説明します。
13	13	デジタルコヒーレント受信方式	近年実用化が進むデジタルコヒーレント光ファイバ通信方式の概要を説明します。
14	14	光ファイバセンサ	光ファイバを用いた温度や歪みの分布計測手法の概要を説明します。
15	15	講義のまとめと単位認定試験	本講義で取り上げた事項を整理して振り返り、要点をまとめます。講義時間の後半で単位認定のための試験を行います。