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年度 2020年度 開講部局 工学部
講義コード K6122020 科目区分 専門教育科目
授業科目名 光半導体素子工学
授業科目名
(フリガナ)
ヒカリハンドウタイソシコウガク
英文授業科目名 Optoelectronic Semiconductor Devices
担当教員名 角屋 豊
担当教員名
(フリガナ)
カドヤ ユタカ
開講キャンパス 東広島 開設期 3年次生   後期   3ターム
曜日・時限・講義室 (3T) 月5-6,水5-6:工102
授業の方法 講義 授業の方法
【詳細情報】
 
オンライン(Microsoft teams とBb9を併用).受講登録者にはteamsから,広大公式メールアドレス(変更していないばあいは学生番号)に招待が届くはずですので,メールに注意してください.初回(10月5日)にガイダンスを行いますので,必ずtemasで出席してください. 
単位 2.0 週時間   使用言語 J : 日本語
学習の段階 3 : 中級レベル
学問分野(分野) 25 : 理工学
学問分野(分科) 12 : 電子工学
対象学生 第二類 3年次生
授業のキーワード 光波伝搬,光と物質,電気光変換(半導体レーザ) 
教職専門科目   教科専門科目  
プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
第二類専門科目の中で専門細目分野「集積システム」に属し,基礎的な科目で学習した内容を用いて,専門的な技術に関する知識や理解を深める.
・この授業の前提となる科目:電気磁気学I,電気磁気学II,電子物性基礎,量子力学,固体電子工学,半導体デバイス工学 
到達度評価
の評価項目
電子システムプログラム
(能力・技能)
・電子システム分野の基礎概念,知識および手法を具体的・専門的な問題に応用する能力 
授業の目標・概要等 光エレクトロニクスにおいて重要な,波動としての光の伝搬の性質,物質の光学応答の基礎,および半導体レーザーのデバイス物理や動作特性について講義する.
以下の事柄を理解することが目標である.
(1) 光波伝搬(平面波,反射と屈折,干渉,回折,コヒーレンス)
(2) 物質の光学応答(感受率と屈折率,光学遷移レートと量子力学)
(3) 半導体中のバンド間遷移と半導体レーザーのデバイス物理(レーザー発振条件,レート方程式解析)
(4) 最近の光科学技術 
授業計画 第1回 イントロダクション:授業のながれと進め方
宿題:次回の予習(マクスウェル方程式の復習)
第2回 平面波の伝搬
宿題:平面波伝搬の基本事項
第3回 反射と屈折(垂直入射)
宿題:反射率の復習
第4回 反射と屈折(斜め入射)と全反射
宿題:反射率,透過率の復習
第5回 多重反射と光共振器
宿題:光共振器の特性の復習
第6回 回折と集光
宿題:回折に基づくレンズ動作の説明
第7回 光導波路
宿題:プレーナ導波路の特性の復習
第8回 中間試験,複素感受率
宿題:複素感受率の復習
第9回 量子力学のおさらい(固有状態と重ね合わせ状態)
宿題:量子力学の復習
第10回 量子力学のおさらい(摂動論),光学遷移
宿題:摂動とフェルミの黄金律の復習
第11回 電子遷移に伴う感受率と複素屈折率
宿題:感受率の量子論の復習,次回の予習(状態密度)
第12回 半導体の感受率とゲイン
宿題:次回の予習(pn接合)
第13回 pn接合における反転分布と半導体レーザーの発振条件
宿題:pn接合における反転分布の復習
第14回 半導体レーザーのレート方程式解析
宿題:レート方程式解析の復習
第15回 半導体レーザーの変調特性,発光ダイオードとの比較
宿題:なし

中間試験:第8回
期末試験:第16回 
教科書・参考書等 スライドのハードコピーを配布する.
参考書(1):栖原敏明著「光波工学」コロナ社
参考書(2):栖原敏明著「半導体レーザの基礎」共立出版
 
授業で使用する
メディア・機器等
 
【詳細情報】 プロジェクタ,板書 
授業で取り入れる
学習手法
 
予習・復習への
アドバイス
この授業では最低限の予復習として,ほぼ毎回宿題を課すが,これらは最低限の内容である.従って,与えられた宿題の問題に回答するだけでなく,授業で説明した関係事項をしっかり学習すること.また,習った内容を知識として記憶するのではなく,理解することが,重要かつ有効である. 
履修上の注意
受講条件等
受講生が電気磁気学I・II,電子物性基礎,量子力学,固体電子工学,半導体デバイス工学を習得ずみであることを前提として講義する.これらの理解が不十分な者は,事前によく復習しておくこと. 
成績評価の基準等 中間試験(40%),期末試験(60%). 
実務経験  
実務経験の概要と
それに基づく授業内容
 
メッセージ 授業開始時にオフィスアワーを設定するので,質問等がある場合は,積極的に来室して下さい. 
その他   
すべての授業科目において,授業改善アンケートを実施していますので,回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており,今後の改善につなげていきます。 
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