科目名 光計測システム特論
単位数 2.0
担当者 医用情報科学専攻 准教授 藤原 久志
履修時期 前期
履修対象 1,2年生
概要 授業形態:講義
光計測システムでは、様々な光技術が用いられています。光計測システム特論では、それらの技術の中で特に「干渉計測」に着目して、光の波動としての基本的な性質からこれを取り扱う数学的基礎に進み、最後に光干渉計測の実際までを学びます。
科目の到達目標 受講生が、医用情報科学を含めた情報科学・技術分野において、干渉を中核に据えた光計測システムを活用できる知識(特に数学的基礎)を習得する。
受講要件 特になし。
事前・事後学修の内容 1:必要に応じて事前・事後学修のためのプリントを配付します。
2:適宜板書を取り入れますので、ノートを基に復習を行ってください。
講義内容 以下の項目について、15週で講義を行います。学習計画の参考のため、講義の進度の目安も付記しています。

1:波動:第1週
  波、媒質、干渉、波動の数学的表現

2:コヒーレント光と非コヒーレント光:第2週
  コヒーレント、インコヒーレント、コヒーレンス長

3:光の複素数表示(複素数の計算):第3、4週
  複素数、加法、乗法、ガウス平面、オイラーの公式

4:干渉を取り扱う数学的基礎(その1:三角関数のフーリエ級数):第5週
  三角関数、フーリエ級数、基本波、高調波、振幅、位相

5:干渉を取り扱う数学的基礎(その2:直交関数):第6週
  正弦関数、余弦関数、直交、量子力学

6:干渉を取り扱う数学的基礎(その3:フーリエ係数の導出):第7週
  フーリエ級数、三角関数の直交性

7:干渉を取り扱う数学的基礎(その4:複素フーリエ級数):第8週
  絶対値、偏角、共役複素数、実信号、負の周波数

8:干渉を取り扱う数学的基礎(その5:フーリエ変換):第9、10、11週
  周期関数、非周期関数、フーリエ変換、逆フーリエ変換

9:光干渉の数学的取り扱い:第12週
  単色平面波の複素数表示、平面波の干渉

10:フーリエ変換による干渉縞解析:第13、14週
   通信工学、搬送波、位相情報

11:コンピュータを用いた干渉縞解析:第15週
   コンピュータ、フーリエ変換、逆フーリエ変換
評価方法 干渉を中核に据えた光計測システムを活用できる知識(特に数学的基礎)の習得の観点から、レポートまたは発表により総合的に評価します。
教科書等 使用しません。適宜プリントを配布します。
担当者プロフィール 授業内容や宿題などに関する、学生の個別学習相談を随時受け付けています。教員の所在は、学内サイネージ等に掲示されていますので、確認の上、研究室を訪ねてみてください。

コンピュータ(ハードウェアとソフトウェアの融合)を中核に、学際的に諸問題に取り組む「情報総合理工学」に従事しています。現在は、顕微鏡画像取得とその応用(例:細胞膜のモデル系の電気―画像同時計測)に取り組んでいます。
備考 教職関係科目(数学の教科に関する科目)です。