内容紹介
光エレクトロニクスの基礎がコンパクトにまとまった、待望の教科書!
中部圏における電気・電子・情報系学科の大学学部向け2単位用のテキストシリーズの一巻。現インターユニバーシティシリーズを現在の大学の講義の内容・実態に合わせて発展させるもの。
本書は、光波の性質・特性を詳しく述べ、各種応用に結びつけるための原理、装置、メカニズムなどの基本的な事項をわかりやすく解説。章末には、まとめと演習問題が充実。
このような方におすすめ
電気・電子・情報系の学科の大学学部3、4年生
目次
主要目次
序章 光エレクトロニクスの学び方
1章 電磁波としての光
2章 光の伝搬と光導波
3章 光子
4章 レーザの動作原理
6章 半導体レーザ
7章 光検出(1)
8章 光検出(2)
9章 異方性媒質中の光
10章 光の制御の仕方
12章 微細構造光デバイス
参考図書
演習問題解答
索引
詳細目次
序章 光エレクトロニクスの学び方
1 光エレクトロニクスとは
2 光エレクトロニクスの歴史と発展
3 光エレクトロニクスの応用
4 光エレクトロニクスの基礎と展開
5 本書の構成
6 本書の学び方
1章 電磁波としての光
1 単色平面波を複素表示で表す
2 マクスウェルの方程式と単色平面波の解
3 偏光を複素表示で考える
4 ガウスビームの性質と回折現象
5 光の干渉とコヒーレンスを考える
まとめ
演習問題
2章 光の伝搬と光導波
1 光が入射,反射するとは
2 フレネルの公式とはどういうものか
3 ブリュースター角とはなにか
4 光が透過するときどういうことがおきるか
5 全反射,エバネッセント波とは
〔1〕 臨界角
〔2〕 エバネッセント波
6 光が導波するとは
〔1〕 スラブ導波路
〔2〕 光閉じ込め係数とはなにか
〔3〕 チャンネル導波路にはどういうものがあるか
〔4〕 光ファイバ
まとめ
演習問題
3章 光子
1 発光・光吸収の際には光は粒子のように振舞う
2 スペクトル線には幅がある
3 光散乱について勉強しよう
4 黒体放射について調べよう
まとめ
演習問題
4章 レーザの動作原理
1 反転分布とレーザ動作について学ぼう
2 レーザの発振条件を求めよう
3 縦モードと横モードを調べてみよう
4 Qスイッチにより巨大光パルスを発生させる
5 複数モードを同期させて発振させ超短パルスをつくる
まとめ
演習問題
6章 半導体レーザ
1 半導体はどう発光するか
2 二重ヘテロ接合を理解しよう
3 光電界の分布を理解しよう
〔1〕 横モード制御
〔2〕 縦モード制御
4 量子構造をどう利用するかを理解しよう
5 いろいろな半導体レーザを調べよう
〔1〕 AlGaAs系レーザ
〔2〕 InGaAsP系レーザ
〔3〕 InGaN系レーザ
〔4〕 その他のレーザ
まとめ
演習問題
7章 光検出(1)
1 フォトダイオードについて学ぼう
2 フォトダイオードの応答速度を決めるもの
3 フォトダイオードの雑音について学ぼう
まとめ
演習問題
8章 光検出(2)
1 赤外線センサについて学ぼう
〔1〕 pn接合を利用するもの
〔2〕 入射光による電気伝導度の変化を利用するもの
〔3〕 光を熱に変えて検出を行うもの
(a) 熱電対
(b) ボロメータ
(c) 焦電型検出器
2 紫外線センサについて学ぼう
3 イメージセンサについて学ぼう
〔1〕 イメージセンサの構成とその特徴
〔2〕 イメージの取り込み方法
〔3〕 信号の取り出し方法
〔4〕 赤外線イメージセンサ
まとめ
演習問題
9章 異方性媒質中の光
1 異方性媒質中の光の伝播を理解する
〔1〕 複屈折
〔2〕 旋光性
2 電気光学効果
3 磁気光学効果
4 光アイソレータとは何だろう
まとめ
演習問題
10章 光の制御の仕方
1 光偏光器にはどういうものがあるか
2 光変調とはどういうことか
〔1〕 変調の種類と分類
〔2〕 光変調器の性能とは
(a) 半導体の光変調
(b) 光の位相変調
〔3〕 波長変換にはどんなものがあるか
(a) パラメトリック混合とは
(b) 高調波の発生とは
(c) 非弾性散乱と誘導散乱
まとめ
演習問題
12章 微細構造光デバイス
1 ディスプレイを調べよう
〔1〕 液晶ディスプレイ
〔2〕 プラズマディスプレイ
〔3〕 有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ
2 マイクロマシンを理解しよう
〔1〕 MEMSセンサ
〔2〕 MEMS光制御デバイス
3 フォトニック結晶の原理を理解しよう
〔1〕 ホーリーファイバ
〔2〕 フォトニック結晶受動デバイス
まとめ
演習問題
参考図書
演習問題解答
索引
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