量子光学｜シラバス情報

科目授業名称（和文）　Name of the subject/class (in Japanese)

量子光学

科目授業名称（英文）　Name of the subject/class (in English)

Quantum Optics

授業コード　Class code

9962127

科目番号　Course number

62PHZZZ304

教員名

須田　亮

Instructor

Akira Suda

開講年度学期

2023年度後期

Year/Semester

2023 Second Semester

曜日時限

金曜2限

Class hours

Friday 2nd Period

開講学科・専攻　Department

創域理工学部　先端物理学科

Department of Physics and Astronomy, Faculty of Science and Technology

単位数　Course credit

2.0単位

授業の方法　Teaching method

講義

Lecture

外国語のみの科目（使用言語）　Course in only foreign languages (languages)

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授業の主な実施形態　Main class format

対面授業 /On-site class

概要　Description

量子光学では、光の発生機構についての古典的取り扱いから始め、前半では半古典論を用い、誘導放出を利用したレーザーの発振機構と特性、ガウス光学について説明できることを目標とする。後半ではレーザーで生じる高強度の光で可能となる非線形光学、さらに、電磁場の量子化を行い、量子光学の基礎や、光の粒子性から生じる光の力による原子の冷却・操作に、量子情報への応用について学ぶ。

目的　Objectives

レーザーの原理と特性、それにより可能となった量子光学、原子光学、量子情報について学ぶ。

到達目標　Outcomes

1．レーザの原理と特徴を理解する。
2．レーザーにより可能になった非線形光学を理解する。
3．電磁場の第2量子化により、光の本質について理解する。
4．光と原子の相互作用、光による操作、量子情報への応用について理解する。

卒業認定・学位授与の方針との関係（学部科目のみ）

電磁気学/光学/波動物理学に関する問題解決能力

履修上の注意　Course notes prerequisites

幾何・波動光学、物理光学、量子力学1を履修していることが望ましい。

アクティブ・ラーニング科目　Teaching type（Active Learning）

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準備学習・復習　Preparation and review

準備学習：　予定している講義について、あらかじめ参考書等で予習をする。
復習：　講義内容を十分に復習し習熟する。

成績評価方法　Performance grading policy

到達度評価・中間試験で評価する。

学修成果の評価　Evaluation of academic achievement

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

教科書　Textbooks/Readings

教科書の使用有無（有=Y , 無=N）　Textbook used(Y for yes, N for no)

N

書誌情報　Bibliographic information

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MyKiTSのURL（教科書販売サイト）　URL for MyKiTS(textbook sales site)

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

参考書・その他資料　Reference and other materials

「量子光学」松岡正浩（裳華房）

授業計画　Class plan

第1回　古典的電磁場と光子
第2回　光と原子の相互作用
第3回　自然放出と誘導吸収・放出
第4回　レーザーの原理と特性
第5回　利得の飽和と増幅特性
第6回　レーザーの種類と代表的構成
第7回　モード同期発振、ガウス光学
第8回　中間試験 (第１回から第７回のまとめ）
第9回　分極と非線形感受率
第10回　非線形感受率の量子論
第11回　２次、３次の非線形光学効果
第12回　電磁場の量子化、ゆらぎ
第13回　コヒーレンス状態とスクイーズド状態
第14回　レーザー冷却と原子光学
第15回　到達度評価と総括

授業担当者の実務経験　Work experience of the instructor of the class

国内研究機関（理化学研究所）の研究員として勤務した経験を活かして、光の古典論・量子論、レーザー、光と物質の相互作用について講義する。

教育用ソフトウェア　Educational software

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備考　Remarks

履修者の理解度・習熟度によって、授業計画・進度が若干変更されることがある。