平成 27 年度夏学期・大学院講義「光物性物理学」(前半：秋山担当分) レポート（平成 27 年 5 月 18 日出題）提出締切は、2015 年 7 月 14 日火曜日提出先は、物理教務横レポートボックス、〒277-8581 千葉県柏市柏の葉 5-1-5 東京大学物性研究所・秋山英文あて郵便、または、pdf ファイルを秋山まで電子メール下記の設問のうち、1 番の必修問題と、２－１１番の選択問題のうち２問以上、合計３問以上を答えなさい。レポートには、氏名、所属専攻・研究室、学籍番号、メールアドレスを忘れずに書き、「光物性物理学（秋山担当分）」に対するレポートと明記すること。必修問題１．講義の感想や意見などを述べてください。（自分の研究や興味ある事項の理解に役立ったかどうか？新たに理解できてスッキリしたことがあったか？講義の中で間違っていると思ったところが無かったか？講義のやり方や内容でこうした方が良いという助言。その他、あなたの研究内容、夢、趣味、気になっていることなどに関連することなど。自由に述べてください。あるいは、大学院入学式における総長式辞をどう解釈し、光物性物理学で知のプロフェッショナルになるためにどうしたらよいと思ったか自分の考えを述べてください。選択問題２．ローレンツモデルと２準位原子モデルの関係を述べよ。いずれのモデルでも説明できる現象、後者のモデルを用いないと説明できない現象を、例を挙げて説明せよ。３．２準位原子モデルと、半導体２バンドモデルのそれぞれにおいて、光学非線型性が生じる原因について説明せよ。４．配位座標モデルによる電子と格子(核)の相互作用の記述と、断熱近似、Franck-Condon 原理、 Franck-Condon 因子、Huang-Rhys 因子について説明せよ。５．配位座標モデルを用いて、Huang-Rhys 因子が１よりも十分に大きい場合の光吸収スペクトルの幅がどの様に決まるか説明せよ。６．配位座標モデルを用いて、非輻射遷移確率がどのように定式化されるか説明せよ。７．Landau-Zener 公式について説明せよ。８．レーザーの発振周波数に関する内分公式、定常発振時の出力光強度と反転分布の振る舞いについて説明せよ。９．半導体レーザーの縦モードと横モードについて説明せよ。１０．ファブリ・ぺロー共振器は、高い反射率をもつ平行な２枚の鏡からなっているのにも関わらず、共振器の長さが半波長の整数倍のときには、透過率が１になることができるのは何故か説明せよ。 2015 Summer Class on「Optical Properties and Spectroscopy of Solids」 by Hidefumi Akiyama Report (May 18th, 2015) Your report should be submitted to Hidefumi Akiyama by July 14th, 2015 at 1) Report mailbox at KYOMU 2) (via email) as a pdf file. (You must receive reply from Akiyama to complete your submission.) 3) (via mail) Institute for Solid State Physics (ISSP), Univ of Tokyo 5-1-5 Kashiwanoha, Kashiwa, Chiba 277-8581, JAPAN Be sure to write your full name, ID number, department, laboratory, and email address. Answer to 3 or more questions shown below, in English or Japanese. **************(Mandatory Problem)****************** 1) Provide your comments (including your motivation, satisfactory level, opinions, questions, hopes, dreams, etc.) to my lecture. Thanks in advance. **************(Optional Problems)****************** 2) Explain Lorentz model and the two-level-atom model. Raise and explain examples of phenomena, which can be described with both models or with the latter model. 3) What are the origins of non-linearity in the two-level-atom model and the semiconductor two-band model? 4) Explain electron-phonon interactions in the configuration-coordinate model, adiabatic approximation, Franck-Condon principle, Huang-Rhys factor. 5) Explain how absorption spectral width is described in the configuration-coordinate model when Huang-Rhys factor is much larger than 1. 6) Explain how non-radiative recombination rate is formulated in the configuration-coordinate model. 7) Explain Landau-Zener formula. 8) Explain the laser-oscillation frequency, output intensity, and inverted populations of lasers under steady-state operations. 9) Explain longitudinal and transverse modes in semiconductor lasers. 10) Explain why Fabry-Perot cavity can have transmission probability of 1 even if it consists of two parallel high-reflectivity mirrors.