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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学研究科 電子工学専攻 光量子デバイス工学

光量子デバイス工学

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科目ナンバリング
  • G-ENG11 5C828 LJ72
開講年度・開講期 2020・後期
単位数 2 単位
授業形態 講義
配当学年 修士
対象学生 大学院生
使用言語 日本語
曜時限 火4
教員
  • 野田 進(工学研究科 教授)
  • 浅野 卓(工学研究科 准教授)
授業の概要・目的 まず、種々の量子構造による電子系の制御と光の相互作用を説明する。そのため、密度行列を導出し、量子井戸、量子ドット等における遷移行列要素および状態密度を用いて光の吸収係数を求める。次に、電子系のみならず、光子系の制御をも可能なことを示し、最後にいくつかの光量子デバイスの例を挙げ説明する。
到達目標 量子構造における光吸収係数や屈折率の計算を行う方法を習得する。光と電子との相互作用について理解する。
授業計画と内容 1.イントロダクション(1回)
光量子デバイス工学の学問的背景について述べる。

2.電子・光の相互作用の解析法(7回)
量子力学の基礎の復習を行ったのち、2準位系と光の相互作用について述べる。密度行列理論の必要性と導出を行ったのち、これが純粋状態と混合状態の双方を表しうることを示す。またエネルギー緩和と純位相緩和の違いを、物理モデルからの導出を通して解説する。さらに、光に対する密度行列の定常応答を導出し、そこから複素誘電率および吸収係数および屈折率の変化を計算する方法を解説する。

3.電子系の制御と電子・光の相互作用(4回)
種々の量子構造における電子と光の相互作用を説明する。まず量子井戸を対象として、バンド構造および状態密度を考慮した積算による複素誘電率の計算方法を述べる。サブバンド間遷移について吸収スペクトルと偏光特性を示した後、バンド間遷移における吸収スペクトルと偏光特性に関して解説する。

4.光子の制御と電子・光の相互作用(2回)
光子の状態制御に基づく、自然放出光制御に関して述べる。光子系の制御法の例とし、微小共振器や、フォトニック結晶を取り上げ、最先端の光と電子の相互作用制御を供述する。

5.学習到達度の確認(1回)
学習到達度を確認する
成績評価の方法・観点 レポートにより評価する。
履修要件 特になし
授業外学習(予習・復習)等 必要に応じて指示する。
教科書
  • ノート講義スタイルとする。適宜、参考資料を配布して講義する。
参考書等
  • Laser Physics, Murray Sargent III, Marlan O. Scully, Willis E. Lamb, Jr., (ABP),