課程資訊
課程名稱
光電導論
Fundamentals of Electro-optics 
開課學期
106-2 
授課對象
學程  奈米科技學程  
授課教師
王倫 
課號
EE3014 
課程識別碼
901E37500 
班次
 
學分
3.0 
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期一7,8,9(14:20~17:20) 
上課地點
電二146 
備註
本課程以英語授課。
總人數上限:30人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/1062EE3014_FOE 
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
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
課程概述

About course:
Introduction of the basic principles in opto-electronics, including basic optics, LED, laser, photo detector, solar cell, etc. The following is the outline of topics to be covered.
1. Properties of light and it's interaction with matters
ray, image principle, optical wave, interference, polarization, dispersion, absorption, coherence, non-linearity, etc.
2. Fourier optics and analysis imaging
Fourier optics, diffraction, analysis imaging, holography, etc.
3. Light source and optical detection
light emitting diode, laser, optical amplifier, photo detector, solar cell, etc.
4. Optical fiber for communication, detection and semiconductor application.

介紹光電的學理基礎,包括基礎光學、LED、雷射、檢光器、太陽能電池等光電元件,並簡介其所蘊涵之相關重要觀念,大綱如下:

1. 光的特性與物質交互作用
光線、成像原理、光波、干涉、偏極化、色散、吸收、相干性、非線性等等
2. 傅氏光學與成像分析
傅氏光學、繞射、成像分析、全像技術等等
3. 光源與一般光學檢測
發光二極體、雷射、光放大器、光偵檢器、太陽能電池等
4. 光纖與其在通信、感測、半導體的應用
 

課程目標
Objectives:
This course emphasizes the basics and applications of opto-electronics to inspire electrical engineering students to understand the working principle and the related applications of basic optics and opto-electronic devices.

本課程重視光電的基礎與實用性,啟發(電機)工程領域學生對於光電的興趣。
對於基礎光學與光電元件之原理與應用有所了解。 
課程要求
Suggestions:
physics, calculus

建議預修課程:
普通物理、微積分
 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
 
參考書目

 
指定閱讀
"Optics" by Ajoy Ghatak, 5th Edition, McGraw Hill, 2012. 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
Homework and final report 作業與期末報告 
40% 
 
2. 
Final exam 期末考試 
35% 
 
3. 
Medium exam 期中考試 
25% 
 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
2018/02/26  L1: Introduction, Fermat principle, Image formation
L1: 導論 (課程概述、授課重點與其他規定)、Fermat principle、成像原理 
第2週
2018/03/05  Fiber introduction (Gradient-index fiber and Step-index fiber) 
第3週
2018/03/12  L2: Image formation, Glass ball experiment, ray tracing
L2: 成像原理、以玻璃球為例做為課後實驗 
第4週
2018/03/19  L2: Image formation, Practice n'u'=nu-yφ (example 4.1)
L2: 成像原理、課堂練習n'u'=nu-yφ,例題4.1 
第5週
2018/03/26  L2: Fiber film, Basic interference
L2: 光纖抽絲影片,光學干涉基礎 
第6週
2018/04/02  Spring vacation
春節連假(溫書假)
 
第7週
2018/04/09  L2: Basic interference, Zone plate, Experiment for Moire pattern
L2: 光學干涉基礎、zone plate、以莫內條紋為例;
課後做實驗當作業
 
第8週
2018/04/16  L2: Optics interference application: optical film, calculation reflectivity with 1/4 wavelength
L2: 光學干涉的應用:光學薄膜、以四分之一波長膜厚規則計算反射率、抗反射與高反射鍍膜
Test (page4.13 and 4.14 example 4.5, 4.6, 4.8, 4.9 choose two from four), L2: Basic interference handout and textbook chapter 14): Hologram principle and application
小考 (page 4.13以 及4.14 中的 4.5、4.6、4.8、4.9 四題選兩題考)、L2: 光學干涉基礎(講義與課本第14章):hologram的原理與應用 
第9週
2018/04/23  Medium Exam
期中考試 
第10週
2018/04/30  L2: Optical interference: using optical fiber Bargg grating, from device to optical system
L2: 光學干涉:以光纖布拉格光柵為例
由元件到光電系統 
第11週
2018/05/07  Stoke relationship, multiple beam interferometry, basic optics of laser
Stoke relationship、多光束干涉 - 雷射的光學基礎 
第12週
2018/05/14  multiple beam interferometry - basic optics of laser, introduction laser, optics Fourier transform
多光束干涉 - 雷射的光學基礎(續); 雷射簡介;課堂示範光學傅立葉轉換 
第13週
2018/05/21  Multiple beam interferometry - basic optics of laser - application
L3: Fourier Optics, diffraction, imaging resolution, holography (I)
practice Fourier transform, announcement final report
多光束干涉 - 雷射的光學基礎 - 應用例子(續)
L3: 傅氏光學、繞射、透鏡成像解析度、全像簡介 (I)
練習傅氏轉換;期末報告參考題目公告並每週更新 (格式與期限助教公布) 
第14週
2018/05/28  L3: Fourier Optics, diffraction, imaging resolution, holography (II)
L3: 傅氏光學、繞射、透鏡成像解析度、全像簡介 (II) 
第15週
2018/06/04  L3: Fourier Optics, diffraction, imaging resolution, holography (III)
L4: Light emitting diode, Laser, Optical Amplifier, Optical modulator (I)(textbook chapter 26 and handout)
Optical fiber introduction and application (textbook chapter 27)
L3: 傅氏光學、繞射、透鏡成像解析度、全像簡介 (III)
L4: 發光二極體、雷射、光放大器、光調變器 (I) {(課本26章)(講義)}
光纖基本概念與應用 (課本27章)
這些材料採用重點講解 請留心聽講 
第16週
2018/06/11  overview of the course
students term reports (oral part)
(上一屆期末報告觀摩與上一屆上課回應總覽)
 
第17週
2018/06/18  Dragon Boat Festival
端午連假
 
第18週
2018/06/25  Final Exam
期末考試 
第19週
  L4: Light emitting diode, Laser, Optical Amplifier, Optical modulator (II)
L4: 發光二極體、雷射、光放大器、光調變器 (II) 
第20週
  L4: Light emitting diode, Laser, Optical Amplifier, Optical modulator (III)
L5: Photo detector, Solar cell (I)
L4: 發光二極體、雷射、光放大器、光調變器 (III)
L5: 光偵檢器、太陽能電池 (I) 
第21週
  L5: Photo detector, Solar cell (II)
L5: 光偵檢器、太陽能電池 (II)