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．

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(Surface plasmon resonance), SERS(Surface enhanced Raman scattering))，および，メタマテリアル環境デバイスの紹介を行う．

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．

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く．具体的には，低損失ファイバの製法，大量生産の製法と少量多品種の製法，損失や波長分散やカットオフ波長等の検査を概観する．この製造から測定までの工程を通じて，光ファイバの基本に触れてもらう．次に，光通信を大きく発展させ，光通信を支えているエルビウム添加ファイバ増幅器とラマン増幅器を紹介する．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ファイバである高非線形ファイバを用いた，フェムト秒パルスを発生する光パルス圧縮技術とパラメトリック効果を利用した増幅技術を紹介していく．

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．

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．(4名)

本実習では生体分子の観察・測定を，実際の細胞を用いて行う．具体的には位相差顕微鏡による形態観察および蛍光顕微鏡による分子イメージングを行う．各顕微鏡の仕組みだけでなく，顕微観察が生物学の発展にどのように貢献してきたかを顕微鏡の発展と共に体験してもらう．また，最新の顕微鏡法に基づくバイオイメージングおよび生物学における意義についても紹介を行う．（6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（Surface plasmon resonance: 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，身近なサンプルのSPR信号を実測し，この技術の有用性を体験する．（6名）

液晶空間光変調器を用いた4fフーリエ波形整形器を実際に組立し、フェムト秒レーザーパルスの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．（4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）

キーワード：高出力レーザー，material processing，高速切断，厚板切断加工

３種類の実験を行います．

１，光ファイバの基本測定：　光ファイバのカットオフ波長と曲げ損失特性を測定する．この実験を通じ，シングルモード・マルチモードの違い，導波の原理を確認します．測定に先立ち，光ファイバ素線の基本的な取り扱い方とＶ溝や融着を用いた接続方法を体験していく．

２，エルビウム添加ファイバ増幅器(EDFA)の増幅特性測定：　EDFAの増幅特性と雑音特性を測定する．測定作業終了後に，なぜそのような特性となったかを議論していく．

 ３，光パルス圧縮実験：　高非線形ファイバを用いる光パルス圧縮ファイバを用いて，ピコ秒の光パルスをフェムト秒に圧縮する実験を行う．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ていく．（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)