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ファイバフォトニクス

国内の基幹通信網や世界規模の海底通信システムには光ファイバ通信技術が広く用いられています。また、各家庭にまで光ファイバを引き込むFiber-To-The-Homeも普及していることも周知のとおりです。本講義は、このように発展を続ける光ファイバ通信システムの伝送路である光ファイバについて、その伝送特性について深く学ぶことを目的とします。
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時間割/共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
3747-112
GEN-EE6c26L1
ファイバフォトニクス
山下 真司
S1 S2
火曜3限
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教室
工学部旧2号館 工245号講義室
講義使用言語
日本語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
開講所属
工学系研究科
授業計画
1.光波の基礎 光ファイバ:イントロダクション/マックスウェルの方程式/光の伝搬 2.光波の干渉とコヒーレンス 波動の基礎/白色干渉/定在波/ビート/干渉計/多波干渉/共振器/光学薄膜/コヒーレンス 3.光波の偏波状態 楕円偏光/ジョーンズベクトルと直線偏光・円偏光/ストークスパラメータ/ポアンカレ球/ 複屈折/偏光素子/ジョーンズ行列による偏光素子の表示/ファラデー回転子とアイソレータ 4.方形光導波路 スラブ光導波路/TE・TMモード/三次元光導波路 5.均一コア光ファイバ 均一コア光ファイバ中の伝搬モード/弱導波近似・LPモード/シングルモード光ファイバとマルチモード光ファイバ/光ファイバの分散 /光ファイバの損失 6.不均一コア・特殊光ファイバ グレーデッドインデックスによるモード分散低減/分散シフト・フラット・補償光ファイバ/偏波維持光ファイバ/フォトニック結晶光ファイバ/マルチコア・マルチモード光ファイバ 7.光導波路・光ファイバにおけるモード結合 モード結合理論/同方向結合/逆方向結合/光ファイバカップラ/光ファイバグレーティング 8.光ファイバ中の光の伝搬と非線形現象 光ファイバの非線形性/非線形シュレディンガー方程式/自己位相変調/ソリトン/相互位相変調/四光波混合/ラマン散乱/ブリルアン散乱 9.光ファイバ増幅と光ファイバレーザ 希土類ドープ光ファイバによる光増幅/光増幅における雑音/光ファイバレーザ 10.光導波路・光ファイバの数値解析法 微分方程式の数値解法/等価屈折率法/階段近似法/有限要素法/ビーム伝搬法
授業の方法
講義の進め方:資料を使い、スライド・板書も使います。資料は講義URLでダウンロードしてください。
成績評価方法
レポート課題を3回出します。すべてのレポートの提出が単位取得条件です。
教科書
岡本, 光導波路の基礎, コロナ社, 1992. ヤリーブ, 光エレクトロニクス基礎編, 原書第6版, 丸善, 2010. G. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics, Academic Press, 2012.
履修上の注意
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