光波電子工学

科目名
Course Title
授業コード 単位数 配当年次 開講期間
Term
科目分類 ナンバリング
コード
曜日
コマ
教室 担当教員氏名
Instructor
光波電子工学
Guided Wave Optics and Electronics
B200760001 2 3 後期授業 専門科目 BEELE3433-J1 月2 B4-西K-402 三好 悠司

オフィスアワー

月曜12:15~12:45、16:15~18:30 (変更時は部屋前に掲示)
場所:B4棟W423
毎週月曜12:15~12:45はZoomで質問を受け付けます
変更ある場合やZoomのミーティングIDなどは授業支援システムに掲載します

授業目標

光通信システムの歴史、光波の基本性質、光導波路および光ファイバの基本性質、光通信技術の動向について修得する。
1.マックスウエルの方程式について理解し、初歩的な取り扱いを取得する。
2.光波の基本的な性質を理解し、数学的な記述方法を習得する。
3.光波の導波原理を理解し、スラブ導波路での電磁界方程式の解析法を修得する。
4.光ファイバ中での初歩的な電磁界解析手法および伝送特性を修得する。
5.光伝送システムに適用するための光ファイバ、光デバイスの基礎知識を身に付ける。

教科書

授業支援システムにて講義資料配布します。

参考書

川上彰二郎,白石和男,大橋正治;光ファイバとファイバ形デバイス,培風館(1997 年)、
末松安晴;光ファイバー通信入門,オーム社(1989 年)、
栖原 敏明;光波工学, コロナ社(1998)
北山 研一編, "光通信工学", オーム社 (2012)

関連科目

電磁波工学、電磁気学I・II、電気電子計測、電気機器工学

授業の概要

 本講義では,光通信システムを構成している光デバイスの構造および原理について学習する。まず,電磁現象を記述するMaxwellの方程式について理解を深め,この方程式の直交座標系での取り扱いができるようにする。次に,光波の基本的な性質について理解させ,数学的な記述ができるようにする。また,光波の導波原理について,スネルの法則,平面波の屈折・反射を通して理解を深めさせるとともに,スラブ導波路での電磁界的な取り扱いができるようにする。更に,光通信システムに用いられている光ファイバの基本的な事項に関して理解を深めさせるとともに,光ファイバ中での電磁界解析が行うことができるようにする。また,このような光ファイバの伝送特性および伝送特性測定法について理解し,種々の光伝送システムに適用するための光ファイバ、光デバイスの基礎知識を身に付ける。

授業計画

第1回 1.光波電子工学の概要,光通信の歴史 準備学習等 光通信の歴史をインターネット等を利用して調べること
参考書:光波工学 p.1-7,光通信工学p1-12
第2回 2.Maxwellの方程式とベクトル解析 準備学習等 参考書:光波工学 p.8-15
第3回 3.Maxwellの方程式と光波の基本特性 準備学習等 参考書:光波工学 p.15-30
第4回 4.反射と屈折 準備学習等 参考書:光波工学 p.30-40
第5回 5.光波の干渉と回折 準備学習等 参考書:光波工学 p.45-87
第6回 6.スラブ導波路の解析 準備学習等 参考書:光波工学 p.88-109
第7回 7.光ファイバの種類と損失特性 準備学習等 参考書:光通信工学 p.13-30
第8回 8.光ファイバの導波理論I
波動方程式の導出
準備学習等 参考書:光波工学 p.109-119, 光通信工学 p.31-44
第9回 9.光ファイバの導波理論II
  各伝搬モードの取り扱い
準備学習等 参考書:光波工学 p.119-128, 光通信工学 p.31-44
第10回 10.光ファイバの分散特性と光パルスの伝搬 準備学習等 参考書:光通信工学 p.45-58
第11回 11.光ファイバ中の非線形光学効果 準備学習等 参考書:光通信工学 p.58-74
第12回 12.モード結合と光受動デバイス 準備学習等 参考書:光通信工学 p.75-97
第13回 13.レーザ光源と光増幅器 準備学習等 参考書:光通信工学 p.98-133
第14回 14.光変調と光検出 準備学習等 参考書:光通信工学 p.134-152
第15回 15.光ファイバ伝送システム 準備学習等 参考書:光通信工学 p.153-176
第16回 期末試験 準備学習等

成績評価

授業目標(達成目標)の1〜5の達成度で成績評価を行う。C(合格)となるためには、1〜5の全ての項目で基本的な問題が解けることが必要である。成績を評価する手段として、レポートと期末試験を用いる。成績評価に占める割合は、レポートが20%、期末試験が80%とする。

備考(実務経験の活用を含む)

授業開始前日までに受講申請を終えておくこと