物質としてのガラスの基本構造と特性、代表的組成系について概説し、ガラスに対する一般的理解を深める。さらに、ガラスの光学特性の解説を通して光学デバイスとの関連について学ぶ。

フェムト秒パルス発生とファイバーレーザーの基礎、そしてファイバー中の非線形効果を学び、フェムト秒ファイバーレーザーとその最新の応用について学ぶ。

形態から生体内分子の機能や相互作用の観測へ、21世紀の医療・ライフサイエンスの発展を支えるイメージング機器は、大きくその役割を変えようとしている。その背景にある技術は何なのか？本講義ではその一端を、顕微鏡分野を中心に、レーザ技術との関連を含めて概説する。

GaN系材料を使ったLEDは、高効率・長寿命・低環境負荷の新光源として、また従来光源では実現のできなかった新しいデザインやアプリケーションが注目されている。　本講義では、GaN系LEDの最新の特性やLEDの作製プロセスや要素技術ついて解説する。　また応用製品についても身近な例を取り上げ紹介する。

これまで周波数100 GHz以下の電波は主に通信技術用途に、10 THz以上は光技術として研究が行われてきました。近年になって、この電波と光の間にある「テラヘルツ波」と呼ばれる未開拓の周波数領域がクローズアップされています。このテラヘルツ波の注目すべき特長は、物質への透過性と物質の種類を見分ける機能を併せ持っているという点です。すなわち、テラヘルツ波が電波のように物質を透過する際、内部にある材料固有のスペクトル等によって物質の種類を見分けることができ、「これまで見えなかったものが見える」可能性から、さまざまな分野において有用な光技術として大きな期待が寄せられています。 このようなテラヘルツ波の最近の研究開発動向を概説し、テラヘルツ波を用いたイメージング、センシング応用と、必要となるテラヘルツの発生素子、検出素子などのデバイスやセンシング装置について解説します。

光と物質との相互作用という観点から、ナノフォトニクスについて考える。そして、基礎的な考え方が実用技術に発展した実例として、プラズモンを用いるバイオセンサ（ＳＰＲ，ＳＥＲＳ）、およびに、メタマテリアル環境デバイスの紹介を行う。

産業界、主に電力プラントシステム等で活躍するレーザ応用技術（レーザ超音波探傷、レーザ溶接、レーザピーニング）の概要について学ぶ。個々の技術の原理、実用化のための課題とその解決方法などを中心に解説する。

フェムト秒レーザパルスを種として、物質との非線形な相互作用を介して広い波長帯にわたる電磁波を発生させることができる。本講義では、フェムト秒レーザ パルスから１オクターブ近いスペクトル幅を有する「白色」光を発生させる技術の原理、ならびに得られた白色光の応用技術を解説する。また、レーザ光を扱う 際の安全対策の基礎も併せて学ぶ

あなたが光ファイバケーブルを受注したとして，製造から検査までの工程をたどっていきます。そして，製造した光ファイバを利用するために必要な特性を測定します。この製造から測定を通じ，光ファイバの基本的な特性を身に着けてください。光ファイバ増幅器無くして，光通信は成り立ちません。光通信を大きく発展させ，まさに今，光通信を支えている二種類の光増幅器を議論します。最後に，光通信では信号を劣化させる要因である光ファイバ中の非線形光学効果を，むしろ積極的に利用する高非線形ファイバを用いた，光パルス圧縮技術によるフェムト秒パルスの発生と現在開発中のパラメトリック効果を利用した増幅技術を紹介します。

フェムト秒レーザーのような広帯域光パルスの応用においては，時間域と周波数域のフーリエ変換が様々な用途に応用される。本講義では，フーリエ光学を用い た，パルス波形整形，パルス波形計測，２光子励起スペクトル計測，CARS，光コヒーレンストモグラフィ，などの原理と応用を学ぶ。

ガラス原料を調合して実際に光学ガラスを作製し、屈折率測定を通してガラスのパッシブな光学特性を学ぶ。また、ガラスとセラミックを用いて、アクティブな光学特性を有する複合ガラス材料を合成する。（6名）

フェムト秒ファイバーレーザーを用いて、モードロックされた状態でのパルス列、スペクトルをリアルタイムで計測し、その動作特性について学ぶ。レーザーの 出力ファイバーを延長し、非線形効果であるラマン効果を観測する。ファイバーへの入力を変えるとラマンパルスの波長が変わることを確認する。(5名)

本実習では、無色透明な生体分子の観察・測定を、実際の細胞を用いて行う。細胞内にある分子（オルガネラ）を各自で蛍光色素標識し、レーザ走査型顕微鏡を駆使してそれら分子の観察に取組んでもらう。レーザ走査型顕微鏡の原理・構成の理解だけでなく、「生体分子を観て測る」というバイオロジー研究における基本フローを体験してもらう。（6名）

LEDは、液晶ディスプレイ、ヘッドランプ、照明、などさまざまな用途で使われ、LEDの特徴を活かした新しい商品が産まれている。本実験実習では最近話題の製品をとりあげて、実際の製品に直接手で触れながらその構造や原理を理解する、また可視LEDの光測定と、LEDやLED特徴を活かした応用製品の設計について学ぶ。(6名)

テラヘルツ発振器を用いたテラヘルツ光学系を調整し、透過イメージングができることを体験する。また、物質によるテラヘルツ波の透過率の違いを測定し、光と異なる性質について理解する。これらを通じて、配送物や携行品のセキュリティチェック、工業製品の生産管理などの応用が想定されることを体感する。（4名）

ナノフォトニクスを用いるバイオセンサとして代表的な、「表面プラズモン共鳴（SPR）センサ」の実験を行う。ブレッドボード上で光学系組み立て、調整を行うことで、全反射やSPRの原理を理解する。さらに、身近なサンプル（ジュース、コーラなど）のSPR信号を実測し、この技術の有用性を体験する。（6名）

三種の検査技術（レーザー超音波探傷による欠陥検査、レーザブレイクダウン分光による材料分析、レーザ吸収による気体の分析）について実験を通じて学ぶ。それぞれの光源の特徴に応じた取扱や光学系の調整方法を習得すると共に、レーザと材質との相互作用に対する理解を深める。（6名）

フェムト秒レーザパルスを石英光ファイバ中の狭い空間に閉じ込めて伝搬させることで、非線形な相互作用を介して広い波長帯にわたる電磁波を発生させること ができる。本実習では、１オクターブ近いスペクトル幅を有する「白色」光の発生に挑戦し、物質との非線形現象を体験実習する。また、レーザ光を扱う際の安 全対策の基礎も学ぶ。(6名)

レーザー技術の実応用においては、高出力レーザーによる加工応用（material processing)が大きな分野を占めている。本講ではレーザー加工機に搭載される各種高出力レーザの技術を原理から加工応用まで最新の開発動向を交えて概説する。また、レーザー加工機はレーザー技術に加えて、電気・材料・機械・熱・制御などの要素技術を総合した製品であり、これらレーザー加工機のシステム技術についても紹介する。レーザー加工の代表的な産業応用例として、スマートフォンなどに使用される電子部品の高速微細加工を挙げることができる。実習においては、微細加工用の高繰返しパルスレーザーに実際に触れて、その基本的な動作を理解するとともに、パルスレーザーを用いて電子部品の微細加工を実施する。レーザーパルス条件やデリバリー光学系の駆動条件などの各種パラメータと加工結果とを対比することによって、レーザー加工において生じている物理現象について考察する。（4名）

三種の光ファイバを用いた実験を行います。１、カットオフ波長，曲げ損失測定：　この測定を通じ，シングルモード・マルチモードの違い，導波の原理を理解し，光ファイバ素線の基本的な取り扱い方や融着接続方法を身に着けます。２、エルビウム添加ファイバ増幅器の増幅特性測定：　この増幅特性測定を通じ，光増幅原理と雑音発生原理を体験します。３、光パルス圧縮実験：　ピコ秒の光パルスをフェムト秒に圧縮する実験を通じ，光パルスの測定方法，自己位相変調によるスペクトル拡大と異常分散による分散補償を体験します。（6名）

液晶光変調器を用いたフーリエ波形整形器を実際に組立，整形された波形を周波数干渉によって計測する実験を行う。（6名）