国立大学法人 東京工業大学

講義の概要とねらい

本講義「光と物質III」では、固体/連続媒質中での光の伝搬/遷移、光と物質の相互作用について学んでいただきます。まず、通常の一様な連続媒質の光学的性質を説明し、次にそれと対比する形で、最先端の技術で実現されるナノスケールの人工構造を持つ媒質（ナノ構造）でその光学的性質がどのように変わるかを紹介する形で授業を進めます。この授業を通して、物質の光学的性質が何で決まっていて、その性能が何で制限されているのか、ナノ構造を用いることにより、その限界がどのように克服できるのか、を学んでもらう予定です。
この講義の狙いは次の通りです。
（１）固体/連続媒質中の光の分散/伝搬速度、様々な光学定数、光学遷移レート、光非線形応答に関する基本的な導出を学び、これらの基本的な光学的性質がどこから導かれるのかを理解する。そして、それらの性質がどのような限界を持つかを学びます。
（２）様々な人工ナノ構造（フォトニック結晶、プラズモニクス、メタマテリアル）を用いることにより、通常の固体/連続媒質の光学的性質の限界をどのように克服できるかを学びます。
（３）物性や現象の物理限界を把握し、その限界を克服する手法について学びます。

到達目標

本講義を受講することによって、次の項目に関する理解を得ることをも目標とします。
（１）固体/連続媒質中における光の分散、光学遷移、非線形応答がどのように生じるのか
（２）固体/連続媒質中における光の閉じ込めの強さ、伝搬速度、光学遷移レート、非線形性の限界がどこにあるのか
（３）周期構造、金属ナノ構造、微小電気回路要素によって、上記の通常物質の示す限界がどのように克服可能であるか

キーワード

光学、光の分散、光学遷移、光非線形、ナノフォトニクス、フォトニック結晶、プラズモニクス、メタマテリアル、共振器量子電磁力学

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

授業の進め方

毎回、講義ノートを配布し、主にスライドを用いて授業を進めます。毎回、出席をとります。

授業計画・課題

教科書

講義ノートを配布します

参考書、講義資料等

特になし

成績評価の基準及び方法

期末試験により評価します

関連する科目

• PHY.C446 ： 光と物質Ⅰ
• PHY.C447 ： 光と物質Ⅱ

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特になし。