フォトニック材料工学特論Ａ （旧：フォトニック材料工学特論１）

Advanced Study on Photonic Materials A （旧：フォトニック材料工学特論１）

998C469

82AMMPR505

曽我　公平

Prof. Kohei SOGA

2024年度後期

The class is closed for FY2023. It is scheduled to open in FY2024.

木曜5限

N/A

先進工学研究科　マテリアル創成工学専攻

Department of Materials Science and Technology, Graduate School of Advanced Engineering

2.0単位

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

ルビーの着色とNd：YAGレーザーを題材に蛍光材料、光学材料の設計に必要な、光と物質の相互作用の知見とその応用について学ぶ。また、その物性を発現する材料がデバイスに用いられるために必要な材料プロセスについて理解する。
Learn about the interaction between light and matter necessary for designing fluorescent materials and optical materials using ruby ​​coloring and Nd: YAG laser as the subject and learn about its application. In addition, understand the material processes required for materials that exhibit their physical properties to be used in devices.

ルビーの着色とNd：YAGレーザーを題材にとして、フォトニックデバイスの設計に必要な光物性を理解する。
Understand the optical properties required for photonic device design using ruby ​​coloring and Nd: YAG laser as subjects.

物質と光の相互作用について、発光材料設計の観点から光物性物理学に基づき論ずることができる。
Interaction between a substance and light can be discussed based on photophysical physics from the viewpoint of light emitting material design.

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

ディスカッション形式で授業を進めるので、授業中の積極的な発言を望む。
Since the class is conducted in a discussion format, we hope for active remarks during the class.

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この授業に関連のある基礎的な物理や化学、数学について十分に理解したうえで授業に臨むこと。復習においては、この授業で「何を学んだか」を整理するとともに、これまでに学んだ基礎的な物理や化学、数学がどのように応用されたかを考えること。
Students should have a thorough understanding of basic physics, chemistry, and mathematics related to this class. In the review, organize what you learned in this class and consider how the basic physics, chemistry, and mathematics you have learned so far have been applied.

到達度試験により評価する。
Evaluated by the achievement test.
到達度評価試験の結果により評価する。

・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

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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。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

1. 直進する光
　マクスウェル方程式から電磁波の振る舞いを理解する。
2. ローレンツモデル
　分極、誘電率の概念を理解する。
3. 光速の変化
　物質内での光速の変化を理解する。
4．曲がる光
　界面で光が曲がる現象（反射、屈折）を理解する。
5．複素誘電率
　複素誘電率と光と物質の相互作用を理解する。
6．電子遷移１
　遷移確率、遷移速度を理解する。
7．電子遷移２
　熱緩和現象を理解する。
8．電子遷移３
　エネルギー移動を理解する。
9．レーザー
　レーザーとレート方程式を理解する。
10．蛍光体設計の実際１
　希土類イオン系蛍光材料を理解する。
11．蛍光体設計の実際２
　量子ドット系蛍光材料を理解する。
12．材料の応用１
　バイオイメージング応用のための蛍光体設計を理解する。
13. 材料の応用２
　ディスプレイ応用のための蛍光体設計を理解する。
14．材料の応用３
　センシング応用のための蛍光体設計を理解する。
15. 到達度試験　

1. Straight propagation of light
Understand the behavior of electromagnetic waves from Maxwell's equations.
2. Lorentz model
Understand the concepts of polarization and permittivity.
3. Change in speed of light
Understand the change in the speed of light in a substance.
4. Bending light
Understand the phenomenon of light bending (reflection, refraction) at the interface.
5. Complex permittivity
Understand the interaction between complex permittivity and light and matter.
6． Electronic transition 1
Understand the transition probability and transition speed.
7． Electronic transition 2
Understand the thermal relaxation phenomenon.
8． Electronic transition 3
Understand energy transfer.
9． Laser
Understand laser and rate equations.
Ten. Practical design of phosphor 1
Understand rare earth ion-based fluorescent materials.
11． Practical design of phosphor 2
Understand quantum dot fluorescent materials.
12． Material Application 1
Understand phosphor design for bioimaging applications.
13. Material Application 2
Understand phosphor design for display applications.
14. Material application 3
Understand phosphor design for sensing applications.
15. Achievement test

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