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授業情報/Class Information

科目一覧へ戻る 2025/03/27 現在

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・量子エレクトロニクス/Optical and Quantum Electronics
時間割コード
/Course Code
S2201476_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
2025年度/Academic Year  第3クォーター/3Q
曜限
/Day, Period
火/Tue 2, 金/Fri 2
開講区分
/Semester offered
第3クォーター/3Q
単位数
/Credits
2.0
学年
/Year
1,2
主担当教員
/Main Instructor
宮崎 淳
科目区分
/Course Group
_ 
授業形態
/Lecture Form
教室
/Classroom
北1号館A203/北1号館A203
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
宮崎 淳 システム工学部(教員)
授業の概要・ねらい
/Course Aims
光学と電子工学を組み合わせた分野である光・量子エレクトロニクスの技術は、光計測や光通信をはじめとして現在の社会を支える基盤となっている。その技術の中心に位置するレーザーの仕組みや応用、および今後の発展が期待されている光を用いた量子技術を理解するには、光の量子的な性質を学ぶことが必須である。本講義では光の量子的な性質、光計測における量子効果、さらには光・量子エレクトロニクス分野における新技術と課題について学ぶ。
到達目標
/Course Objectives
・光の量子論的な概念を理解し、説明することができる。
・古典的な光と、非古典的な光の違いを説明することができる。
・光の検出、干渉における量子的な性質を理解し説明することができる。
・非線形光学現象について理解し説明することができる。
成績評価の方法・基準
/Grading Policies/Criteria
授業内に実施する試験により成績を評価します。
教科書
/Textbook
教科書は特に使用しない。
参考書・参考文献
/Reference Book
「工学系のための量子光学」(井上恭著、森北出版、ISBN  978-4-627-15411-7、4,200円)
朝倉物性物理シリーズ3「量子光学」(久我隆弘著、朝倉書店、ISBN 978-4-254-13723-1、4,200円)
朝倉現代物理学講座8「量子光学」 (櫛田孝司著 朝倉書店、ISBN 978-4-254-13101-7、3,400円)
※授業で直接使用しませんが、授業時間外学修の際に参考になります。
履修上の注意 ・メッセージ
/Notice for Students
旧科目「量子光学」の単位を既に取得している学生は履修できません。
履修する上で必要な事項
/Prerequisite
量子力学と電磁気学(波動光学)を理解していることを前提として授業を進めます。さらに統計力学の基礎について理解していることが望ましい。
履修を推奨する関連科目
/Related Courses
記載事項なし
授業時間外学修についての指示
/Instructions for studying outside class hours
本授業の準備学習2時間と復習2時間を行ってください。学部で量子力学を履修していない場合は十分に時間をかけてあらかじめ自習し、量子力学の基礎的概念と表記法について事前に理解しておく必要があります。
その他連絡事項
/Other messages
連絡が必要な場合は,Moodleまたはメールにより行います。講義の内容に関する質問もMoodleまたはメールにより随時受け付けます。
授業理解を深める方法
/How to deepen your understanding of classes
本講義で扱う内容はほぼ全て数式による記述により説明しますが、その物理的な意味を理解することが大切です。いくつかの参考書を併用して本講義で扱った内容をさまざまな記述を通して反復して学習することで、理解をより深めることができます。
オフィスアワー
/Office Hours
木曜日 12 : 30~13:00(北1号館 A317号室)
科目ナンバリング
/Course Numbering
S2201476_S6
実務経験
/Practical Experience
No. 回(日時)
/Time (date and time)
主題と位置付け
/Subjects and instructor's position
学習方法と内容
/Methods and contents
備考(担当)
/Notes
1 1回目 光の粒子性 プランクの法則、光電効果、コンプトン散乱を例に、光の粒子性について説明します。
2 2回目 調和振動子 調和振動子とその量子力学的取り扱いについて説明します。
3 3回目 電磁場の量子化 電磁場の量子化について説明します。
4 4回目 光の量子状態1(光子数状態) 光子数状態とよばれる量子的な光の状態について説明します。
5 5回目 光の量子状態2(コヒーレント状態) 電磁場が正弦波的な波動の状態となっているコヒーレント状態について説明します。
6 6回目 光の量子状態3(スクイズド状態) 直交位相スクイズド状態について説明します。
7 7回目 スクイズド光の性質と応用 スクイズド光の生成と損失、スクイズド光を用いた計測応用について説明します。 
8 8回目 光の直接検出 光の直接検出における古典・量子論的取り扱いについて説明します。
9 9回目 光の干渉検出 光の干渉検出における古典・量子論的取り扱いについて説明します。
10 10回目 光のコヒーレンス 光の可干渉性(コヒーレンス)について説明します。
11 11回目 コヒーレンスの量子論 コヒーレンスに関する量子論的取り扱いについて説明します。
12 12回目 非線形光学効果 非線形分極、非線形光学における光の伝搬について説明します。
13 13回目 光パラメトリック効果 光パラメトリック効果について説明します。
14 14回目 量子もつれ 量子もつれ光子の生成と性質について説明します。
15 15回目 まとめと振り返り 本講義で扱った内容を整理し振り返ります。

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