課程資訊
課程名稱
近代光學一
MODERN OPTICS (I) 
開課學期
97-1 
授課對象
學程  光電科技學程  
授課教師
曹培熙 
課號
Phys8037 
課程識別碼
222 D2730 
班次
 
學分
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期三7,8,9(14:20~17:20) 
上課地點
 
備註
與范文祥合開
總人數上限:30人 
 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
核心能力與課程規劃關聯圖
課程大綱
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課程概述

大綱內容:
近代光學的發展,不僅使人們更了解電磁波,也促成許多新型光源、光束調變器件、測光器件,以及傳送、處理及儲存訊息器材的研發,因而擴大了紅外光到紫外光波段電磁波的應用。本課程為本所博士班核心課程之一,因而其主要功能在於提供近代光學研究發展之方法與知識的基本訓練。選修者宜具備初等光學( 不涉及波動方程式與波函數 )與中等光學( 包括像差的幾何光學;以波動方程式與波函數分析電磁波之產生、傳播、干涉、繞射、偏振;光子觀念的簡單應用 )的知識,但是也可以配合本課程之需要,同步自習該等知識。本課程主要內容為:
1.非各向同性介質中的光波
有興趣及有應用價值的光學現象中,介質的本質或外加條件,經常造成非各向同性的環境。立方晶系之外的晶體都是非各向同性的,探討其對稱性對於光波傳播的影響,進行實際的計算分析,可以構成分析各種光波傳播問題的基礎。(參考Guenther書13章4、5節及該章附錄和Yariv & Yeh 第四章、Born & Wolf 第14章 )
2.量子光學的要點
光學現象源自光波與物質的交互作用,其最根本的認識是以全量子化方式,分析這些交互作用。本單元介紹場的量子化、微擾、密度算符及其光學應用、特殊的輻射場狀態、極化率的計算之大意、光束的相干與統計性質( 參考沈元壤第二章1、2節;Loudon第3、4、5、6章)。
3.場效光學與光波的調制
在前兩單元建立的基礎上,探討電光、磁光、聲光、非線性光學等效應,以及利用它們調制光波的目的、方法及分析(參考Guenther第14、15章,Yariv & Yeh)。
4.各種散射
質點對光波所產生的基本作用結果是光波的散射。本單元以古典、半古典、量子方式分析多種條件下的散射過程及結果。(參考Loudon第8 章及Yariv & Yeh)。
5.統計光學
光波的統計性質反映光源、光程、光學器件對於光波的影響,也決定運用光波的效果。本單元探討古典理論中之光束的統計性質、量子化的光束統計性質、相干性與成像效果、光偵測的基本極限。
6.雷射物理要點
雷射的發明促成近代光學的發展,而且它本身還不斷有新的發展。認識雷射是近代光學的重要課題。以前幾個單元的知識和方法為基礎,本單元介紹雷射理論、雷射光束的統計性質(Loudon第7 章,Svelto的第3、4、7 章)。
7.近代光學問題的微擾與非微擾處理
本單元介紹處理近代光學問題常用的幾個微擾與非微擾方法。它包括耦模分析(coupled-mode analysis )及激子(exciton) 與極化子(polariton)問題。(參考Yariv & Yeh 的4.11等 )。
主要參考書:
1.Loudon, Quantum Theory of Light, 2nd ed.
2.Knight and Allen, Concepts of Quantum Optics.
3.Guenther, Modern Optics.
4.Yariv, Quantum Electronics, 3rd ed.
5.Yariv and Yeh, Optical Waves in Crystals.
6.Svelto, Principles of Lasers, third edition.
7.Goodman, Statistical Optics.
8.Louisell, Quantum Statistical Properties of Radiations.
9.Perina, Quantum Statistics of Linear and Nonlinear Optical Phenomena.
10.Shen, Principles of Nonlinear Optics.
11.Allen & Eberly, Optical Resonance and Two-Level Atoms.
12.Saleh and Teich, Fundamentals of Photonics
成績評量方式:
平時成績60% ;期末考試40% 。平時成績以作業為評量的主要依據。每三週交一次作業,其中包括:上課內容之複習、心得報告及問題討論。 

課程目標
 
課程要求
 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
 
指定閱讀
 
參考書目
 
評量方式
(僅供參考)
   
課程進度
週次
日期
單元主題
無資料