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講義概要/Course Information
2020/04/28 現在

科目基礎情報/General Information
授業科目名
/Course title (Japanese)		 光デバイス工学基礎
英文授業科目名
/Course title (English)		 Fundamentals of Photonic Devices
科目番号
/Code
開講年度
/Academic year		 2020年度 開講年次
/Year offered		 全学年
開講学期
/Semester(s) offered		 前学期 開講コース・課程
/Faculty offering the course		 博士前期課程
授業の方法
/Teaching method		 講義 単位数
/Credits		 2
科目区分
/Category		 大学院専門教育科目 - 専門科目Ⅰ
開講学科・専攻
/Cluster/Department		 基盤理工学専攻
担当教員名
/Lecturer(s)		 山口　浩一
居室
/Office		 西8-505
公開E-Mail
/e-mail		 koyamaguchi@uec.ac.jp
授業関連Webページ
/Course website		 http://www.crystal.ee.uec.ac.jp/
更新日
/Last updated		 2020/03/16 15:25:12 更新状況
/Update status		 公開中
/now open to public
講義情報/Course Description
主題および
達成目標
/Topic and goals		 光ファイバ通信をはじめとする光エレクトロニクスは、高度情報化社会の神経網的な役割を担い、インターネットなどの情報ネットワークの急速な展開をもたらしてきた。本講義では、光エレクトロニクスを支えるキーテクノロジーとしての光デバイスについて、その材料物性やデバイスの動作原理を理解し、またデバイスの作製プロセスの基礎について習得することを目標とする。

Opto-electronics including optical fiber communication has played an important role in advanced information society and has brought about rapid development of information networks such as the Internet. In this lecture, we aim to understand the physical properties of the optical device as the key technology supporting optoelectronics, the operation principle of the device, and master the fundamentals of the device fabrication process.
前もって履修
しておくべき科目
/Prerequisites		 半導体工学、電子デバイス


半導体工学、電子デバイス

Semiconductor Physics and Devices
前もって履修しておくこ
とが望ましい科目
/Recommended prerequisites and preparation		 量子力学、光電子材料学

Quantum mechanics, Opto-Electronic materials
教科書等
/Course textbooks and materials		 「半導体光デバイス」山口浩一著（コロナ社）発刊予定
　適宜プリントも配布する。

参考図書
・Semiconductor Devices (Physics and Technology) 2nd Edition, S.M.Sze, John Wiley & Sons, Inc.
・Modern Semiconductor Devices Physics, Edited by S.M.Sze, John Wiley & Sons, Inc.
・Quantum Semiconductor Structures, C.Weisbuch, B.Vinter, Academic Press, Inc.
・Physics of Optoelectronic Devices, S.L.Chuang, John Wiley & Sons, Inc.
授業内容と
その進め方
/Course outline and weekly schedule		 （１）授業内容(Contents)
第１回　イントロダクション（光デバイスの開発）
(1st: Introduction(development of photonic devices))
第２回　半導体工学の基礎
(2nd: Basic Semiconductor Physics)
第３回　半導体デバイス工学の基礎
(3rd: Basic Semiconductor Devices)
第４回　発光デバイス材料
(4th: Light Emitting Device Materials)
第５回　発光ダイオード
(5th: Light Emitting Diode)
第６回　半導体レーザ（ダブルヘテロレーザ、量子井戸レーザ）
(6th: Semiconductor Lasers (Double-Hetero Lasers, Quantum Well Lasers))
第７回　半導体レーザ（DFBレーザ、面発光レーザ他）
(7th: Semiconductor Lasers (DFB Lasers, Surface Emitting Lasers, etc.))
第８回　光検出器の基礎
(8th: Basic Photo-detector)
第９回　フォトダイオード（PIN-PD, APD他）
(9th: Photo-diodes (PIN-PD, APD etc.))
第10回　太陽電池
(10th: Solar Cells)
第11回　光伝送デバイス（光導波路、光ファイバ）
(11th: Light Transmitting (Optical Waveguide, Optical Fibers)
第12回　光制御の原理と材料
(12th: Principle of Light Control and Materials)
第13回　光変調器、光スイッチ
(13th: Light Modulators, Optical Switches)
第14回　光集積回路
(14th: Photonic Integrated Circuits)
第15回　光デバイスプロセス（エピタキシャル成長技術他）
(15th: Photonic Device Process (Epitaxial Growth Techniques, etc.))

（２）授業の進め方(Method of the class)
　授業で配布するプリントは主に図表が中心で、その内容について板書しながら説明する。講義以外にレポートや宿題を課す。
(I distribute many prints of diagrams and charts and write these explanations on a blackboard. I assign a report and homework other than a lecture.)

英語の分類：type-II
(English category: type-II)
実務経験を活かした
授業内容
(実務経験内容も含む)
/Course content utilizing practical experience
授業時間外の学習
（予習・復習等）
/Preparation and review outside class		 毎回の復習により基礎的な理解を積み上げていくこと。さらに参考書などで調べ、専門性を深めてほしい。
Accumulate basic understanding through review every time. Further investigation in the reference literature deepens expertise.
成績評価方法
および評価基準
（最低達成基準を含む）
/Evaluation and grading		 成績評価方法：
レポートおよび期末試験により評価する。

評価基準：
１．発光ダイオード、半導体レーザの基本構造、動作原理、基本特性についてほぼ理解していること。
２．フォトダイオード、太陽電池の基本構造、動作原理、基本特性についてほぼ理解していること。
３．半導体光導波路の基本構造、動作原理、基本特性についてほぼ理解していること。
４．半導体光変調器の基本構造、動作原理、基本特性についてほぼ理解していること。

成績評価基準：　期末試験７０％+レポート３０％

Grade evaluation method:
Evaluate by report and final exam.

Evaluation criteria:
1. Almost understanding of basic structure, operation principle, basic characteristics of light emitting diodes and semiconductor lasers.
2. Almost understanding of fundamental structure, operation principle, basic characteristics of photodiodes and solar cells.
3. Almost understanding the basic structure, operation principle, basic characteristics of semiconductor optical waveguide.
4. Almost understanding the basic structure, operation principle, basic characteristics of semiconductor optical modulators.

Grading criteria: Final exam 70% + Report 30%
オフィスアワー：
授業相談
/Office hours		 授業終了後または電子メールにて受け付ける。

Office hours:
It will be accepted after the lecture or by e-mail.
学生へのメッセージ
/Message for students		 既存の光デバイスについての基本構造（材料）や動作原理、基本的な特性を修得し、さらに将来の新しい光デバイスの可能性についても考えて欲しい。

Learn the basic structure (material), operation principle and basic characteristics of existing optical devices, and also think about the possibility of future new optical devices.
その他
/Others		 なし

non
キーワード
/Keyword(s)		 光デバイス, 半導体, 半導体レーザ, 発光ダイオード, フォトダイオード, 光導波路, 光変調器,
ＭＯＣＶＤ, ＭＢＥ, 光集積回路, 選択成長, 量子井戸, 光通信, 太陽電池

Optical device, semiconductor, semiconductor laser, light emitting diode, photodiode, optical waveguide, optical modulator, MOCVD, MBE, optical integrated circuit, selective growth, quantum well, optical communication, solar cell