Intensive Lecture 2

Numbering Code G-SCI21 52502 LJ57 Year/Term 2021 ・ Intensive, year-round
Number of Credits 1 Course Type Lecture
Target Year Master's students Target Student
Language Japanese Day/Period Intensive
Instructor name IWAMOTO SATOSHI (Part-time Lecturer)
KANEMITSU YOSHIHIKO (Institute for Chemical Research Professor)
Outline and Purpose of the Course 講義題目:トポロジカルフォトニクス:トポロジーで光を制御する

授業の概要・目的:
光の波数と周波数の関係を表す分散関係は、光の伝搬の様子を理解する基礎であり、多くの光デバイスの設計に活用されてきた。近年、この分散関係が持つトポロジカルな性質を活用することで、光科学の進展や新たな光制御技術の開拓およびその応用を目指すトポロジカルフォトニクスと呼ばれる研究領域が盛り上がっている。トポロジカルフォトニクスは、トポロジカル物性物理学の光版に対応するものであるが、光系特有の様々な興味深い物理を含むとともに、従来技術では実現困難な機能を有する光デバイスへの応用などが期待されるため、基礎と応用の両面から高い関心を集めている。
本講義では、イメージを掴むことに重点をおき、光とトポロジーの関係、トポロジカルフォトニクスの基礎を解説する。つづいて、トポロジカルフォトニクスの実験的進展や光導波路やレーザなどの光デバイスへの応用について紹介する。さらに、光渦や偏光渦、非エルミート光学などの関連する話題にも触れ、拡がりをみせるトポロジカル光科学について論じる。
Course Goals ・光のバンド構造について学び、トポロジカルフォトニクスの基礎と最新動向を理解する。
・トポロジカルフォトニクス研究の舞台となる各種の光ナノ構造の基礎を理解する。
・関連する様々な光学現象の基礎と最先端研究動向を理解する。
・数学と物理、工学が融合する新分野の潮流を学び、分野融合の魅力と威力を感じることができる。
Schedule and Contents 授業内容を以下に示す。
1.トポロジーと光:どう関係するの?
2.光のバンド構造とトポロジー
3.トポロジカルフォトニクス:その基礎と魅力
4.電子系と光系:類似点と相違点
5.トポロジカルフォトニクスの進展:マイクロ波から光領域へ
6.トポロジカルフォトニクスの応用:導波路、共振器、トポロジカルレーザ
7.トポロジカル光波:光渦と偏光渦
8.非エルミート光学
9.トポロジーが拓く光科学・フォトニクスの新展開
10.その他の古典的波動への応用
(授業中での議論等により、変更の可能性もあり)
Course Requirements None
Study outside of Class (preparation and review) 授業の中で紹介する。
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