日本語 English
| 開講年度/ Academic YearAcademic Year |
20242024 |
| 科目設置学部/ CollegeCollege |
理学研究科/Graduate School of ScienceGraduate School of Science |
| 科目コード等/ Course CodeCourse Code |
RA128/RA128RA128 |
| テーマ・サブタイトル等/ Theme・SubtitleTheme・Subtitle |
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| 授業形態/ Class FormatClass Format |
対面（全回対面）/Face to face (all classes are face-to-face)Face to face (all classes are face-to-face) |
| 授業形態（補足事項）/ Class Format (Supplementary Items)Class Format (Supplementary Items) |
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| 授業形式/ Class StyleCampus |
講義/LectureLecture |
| 校地/ CampusCampus |
池袋/IkebukuroIkebukuro |
| 学期/ SemesterSemester |
春学期他/Spring OthersSpring Others |
| 曜日時限・教室/ DayPeriod・RoomDayPeriod・Room |
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| 単位/ CreditCredit |
22 |
| 科目ナンバリング/ Course NumberCourse Number |
PHY7490 |
| 使用言語/ LanguageLanguage |
日本語/JapaneseJapanese |
| 履修登録方法/ Class Registration MethodClass Registration Method |
科目コード登録/Course Code RegistrationCourse Code Registration |
| 配当年次/ Grade (Year) RequiredGrade (Year) Required |
配当年次は開講学部のR Guideに掲載している科目表で確認してください。配当年次は開講学部のR Guideに掲載している科目表で確認してください。 |
| 先修規定/ prerequisite regulationsprerequisite regulations |
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| 他学部履修可否/ Acceptance of Other CollegesAcceptance of Other Colleges |
履修登録システムの『他学部・他研究科履修不許可科目一覧』で確認してください。 |
| 履修中止可否/ course cancellationcourse cancellation |
－（履修中止制度なし/ No system for cancellation) |
| オンライン授業60単位制限対象科目/ Online Classes Subject to 60-Credit Upper LimitOnline Classes Subject to 60-Credit Upper Limit |
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| 学位授与方針との関連/ Relationship with Degree PolicyRelationship with Degree Policy |
各授業科目は、学部・研究科の定める学位授与方針（DP）や教育課程編成の方針（CP）に基づき、カリキュラム上に配置されています。詳細はカリキュラム・マップで確認することができます。 |
| 備考/ NotesNotes |
LA128原子・分子物理特論と合同授業／集中講義：日程はR Guide「集中講義日程」を確認すること |
| テキスト用コード/ Text CodeText Code |
RA128 |
To understand the basics and applications of lasers.
Laser engineering is a discipline based on electromagnetism, quantum mechanics, optics, etc., and was greatly developed in the latter half of the 20th century, leading to the birth of the term "quantum electronics. Recently, ultra-compact lasers, such as semiconductor lasers, have made their way into music and video players. Recent advances in laser technology have been tremendous, from the field of ultrafast lasers approaching attoseconds to high-energy fast-ignition inertial fusion and ultrahigh-energy lasers approaching laboratory astrophysics. However, the basic concepts of laser operation are common to all of them and can be understood by using conventional electromagnetism and quantum mechanics. In this lecture, we will explain how this science has been developed, and will provide students with an understanding of the basic theory of lasers and their applications.
※Please refer to Japanese Page for details including evaluations, textbooks and others.
・電磁波としてのレーザーについて理解する．
・レーザー増幅について理解する．
・レーザー発振について理解する．
・各種レーザーについて理解する．
・レーザー応用について理解する．
なお、前期課程よりも高度な知識・スキルを身に付けることを目標にする．
To understand the basics and applications of lasers.
レーザー工学は電気磁気学，量子力学，光学などを基礎とし，量子エレクトロニクスという言葉が生まれるに至り，20世紀後半に大きく展開された学問です．最近では，半導体レーザーに代表されるような超小型のレーザーが音楽や動画プレイヤーの中に入り込んでいます．近年のレーザー技術の進歩はすさまじく，アト秒に迫る超高速と呼ばれる分野から高エネルギーの高速点火慣性核融合，実験室宇宙物理に迫る超高エネルギーレーザーが使われています．しかしながら，基礎となるレーザーの動作概念はどれも共通しており，これまでの電気磁気学や量子力学を用いると理解することができます．そこで，本講義ではこの学問がどのように発展してきたかを講義し，レーザーの基礎理論ならびにレーザーの応用に関して理解できる構成にします．
Laser engineering is a discipline based on electromagnetism, quantum mechanics, optics, etc., and was greatly developed in the latter half of the 20th century, leading to the birth of the term "quantum electronics. Recently, ultra-compact lasers, such as semiconductor lasers, have made their way into music and video players. Recent advances in laser technology have been tremendous, from the field of ultrafast lasers approaching attoseconds to high-energy fast-ignition inertial fusion and ultrahigh-energy lasers approaching laboratory astrophysics. However, the basic concepts of laser operation are common to all of them and can be understood by using conventional electromagnetism and quantum mechanics. In this lecture, we will explain how this science has been developed, and will provide students with an understanding of the basic theory of lasers and their applications.
| 1 | ガイダンス，レーザーとは |
| 2 | マクスウェルの方程式，電磁波の発生 |
| 3 | 自然放出光とローレンツ型スペクトル (1)：フーリエ変換と近似 |
| 4 | 自然放出光とローレンツ型スペクトル (2)：パワースペクトルと規格化 |
| 5 | レーザーの構成と役割 |
| 6 | 吸収過程 (1)：半古典モデルと分極 |
| 7 | 吸収過程 (2)：複素電気感受率と電磁波の吸収 |
| 8 | レーザー光の増幅 |
| 9 | レート方程式と発振条件 |
| 10 | 各種レーザー1：気体レーザー（He-Neレーザーほか） |
| 11 | 各種レーザー2：固体レーザー（Nd:YAGレーザーほか） |
| 12 | 各種レーザー3：そのほかの様々なレーザー（X線レーザーほか），レーザー応用1：レーザー計測，医療応用 |
| 13 | レーザー応用2：高出力レーザーによる加工，レーザー駆動短波長光源，まとめ |
| 14 | 最終レポート作成 |
板書 /Writing on the Board
スライド（パワーポイント等）の使用 /Slides (PowerPoint, etc.)
上記以外の視聴覚教材の使用 /Audiovisual Materials Other than Those Listed Above
個人発表 /Individual Presentations
グループ発表 /Group Presentations
ディスカッション・ディベート /Discussion/Debate
実技・実習・実験 /Practicum/Experiments/Practical Training
学内の教室外施設の利用 /Use of On-Campus Facilities Outside the Classroom
校外実習・フィールドワーク /Field Work
上記いずれも用いない予定 /None of the above
予習復習をすること
| 種類 (Kind) | 割合 (%) | 基準 (Criteria) |
|---|---|---|
| 平常点 (In-class Points) | 100 |
複数回（5回以上）のレポート(100%) |
| 備考 (Notes) | ||
| すべての評価方法において前期課程よりも高度な達成水準を要求する． | ||
| No | 著者名 (Author/Editor) | 書籍名 (Title) | 出版社 (Publisher) | 出版年 (Date) | ISBN/ISSN |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 桜庭一朗，高井信勝，三島瑛人共著 | 『光エレクトロニクスの基礎』 | 森北出版 | ||
| 2 | 三沢和彦，芦原聡共著 | 『工学系のためのレーザー物理入門』 | 講談社 |
前提として，電気磁気学や量子力学の基礎を学んでいるとよいと思います．
物理的描写を理解することを助けるような講義を進めていきます．幾つかの簡単な計算や調査に関するレポートを課す予定です．
レーザー発振と増幅技術，さまざまな応用にも興味がある人は是非受講して下さい．この授業では，産業に必要不可欠なレーザーの基礎を扱います．もちろん，基礎には電磁気学と量子力学があります．これらの基礎的な知識を活かし，単なる応用例に引っ張られず，根本的なことを少しでも理解するようにして下さい．