2024年 大学院理工学研究科 シラバス - 量子理工学専攻
設置情報
| 科目名 | 量子光学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 量子理工学専攻 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 井上 修一郎 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 木曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | O42A |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | 非線形光学の基礎とパラメトリック下方変換、和周波発生、差周波発生の量子論について学習することにより、量子もつれ光子対の生成、量子パルスゲートと量子パルスシェイパーの原理、その量子通信への応用が理解できる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
授業形態は「対面授業」とする。 本講義では、パワーポイントを用いて図や写真を豊富に取り入れ、直感的な理解ができるように工夫する。また、関連分野の最新論文を読むことにより講義内容の理解を深める。パワーポイントで作成した講義資料は事前に配布する。 |
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準備学習（予習・ 復習等）の内容・ 受講のための 予備知識 |
光学・量子力学の基礎を理解していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 量子光学の概要について学習する。 | 【事前学習】量子力学の基礎について復習しておくこと。 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。 | 【事前学習】120分 【事後学習】120分 |
|---|---|---|---|
| 第2回 | 非線形光学の基礎：非線形媒質における電磁波の伝播について学習する。 | 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。 | 【事前学習】120分 【事後学習】120分 |
| 第3回 | 第２高調波発生：２次の非線形光学過程である第２高調波発生の原理について学習する。 | 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。 | 【事前学習】120分 【事後学習】120分 |
| 第4回 | パラメトリック増幅：パラメトリック増幅の原理について学習する。 | 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。 | 【事前学習】120分 【事後学習】120分 |
| 第5回 | 四光波混合：四光波混合の原理について学習する。 | 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。 | 【事前学習】120分 【事後学習】120分 |
| 第6回 | 電磁場の量子化１：単一モード電磁場の量子化について学習する。 | 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。 | 【事前学習】120分 【事後学習】120分 |
| 第7回 | 電磁場の量子化２：多モード電磁場の量子化について学習する。 | 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。 | 【事前学習】120分 【事後学習】120分 |
| 第8回 | 光検出の量子論：光検出の量子力学的取り扱いについて学習する。 | 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。 | 【事前学習】120分 【事後学習】120分 |
| 第9回 | 超短パルスレーザによる光子対の生成１：光子対の周波数相関について学習する。 | 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。 | 【事前学習】120分 【事後学習】120分 |
| 第10回 | 超短パルスレーザによる光子対の生成２：光子対の時間モードについて学習する。 | 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。 | 【事前学習】120分 【事後学習】120分 |
| 第11回 | 和周波発生と量子パルスゲート：和周波発生の量子論について学習する。 | 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。 | 【事前学習】120分 【事後学習】120分 |
| 第12回 | 差周波発生と量子パルスシェイパー：差周波発生の量子論について学習する。 | 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。 | 【事前学習】120分 【事後学習】120分 |
| 第13回 | 論文紹介：量子光学に関する最新論文の紹介 発表課題の提示 | 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。 | 【事前学習】120分 【事後学習】120分 |
| 第14回 | 課題発表会 | 【事前学習】課題発表の準備をすること。 【事後学習】コメントや質問にたいする解答を作成すること。 | 【事前学習】120分 【事後学習】120分 |
| 第15回 | 課題発表会 レポート課題の提示 | 【事前学習】課題発表の準備をすること。 【事後学習】コメントや質問にたいする解答を作成すること。 | 【事前学習】120分 【事後学習】120分 |
その他
| 教科書 |
教科書は特に使用しません。
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| 参考資料コメント 及び 資料（技術論文等） |
ヤリ－ヴ著 多田邦雄・神谷武志監訳 『光エレクトロニクス（基礎編・展開編）』 丸善 2000年 第5版
松岡正浩著 『量子光学』 裳華房 2000年 第1版
L. Mandel and E. Wolf, Optical Coherence and Quantum Optics, Cambridge, 1995, 1 edition
非線形光学の基礎は「光エレクトロニクス（展開編）」に詳しい記述があります。また、パラメトリック下方変換の量子力学的な取り扱いおよび光子の量子干渉に関しては「Optical Coherence and Quantum Optics」を参考にして下さい。
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| 成績評価の方法 及び基準 |
講義内容に関連する課題発表とレポートにより成績評価を行う。課題発表会において発表内容に対するコメントを行う。コメントを考慮したレポートを提出してもらう。 |
| 質問への対応 | いつでも研究室に来て下さい。 |
| 研究室又は 連絡先 |
研究室：駿河台校舎7号館722A室 メールアドレス：inoue.shuuichirou@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
金曜 駿河台 15:00 ～ 18:00
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| 学生への メッセージ |
量子情報科学の受講希望者は本講義も受講して下さい。 |