課程資訊
課程名稱
非線性光學
Nonlinear Optics 
開課學期
112-2 
授課對象
電機資訊學院  光電工程學研究所  
授課教師
孫啟光 
課號
EE5050 
課程識別碼
921EU2310 
班次
 
學分
3.0 
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期四7,8,9(14:20~17:20) 
上課地點
電二104 
備註
本課程以英語授課。
總人數上限:20人 
 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
本課程尚未建立核心能力關連
課程大綱
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課程概述

Principles of nonlinear optics with emphasis on the fundamental aspects of nonlinear optical theory and techniques. 

課程目標
Course will cover: Maxwell's equations and the description of nonlinear processes. Nonlinear polarization, coupled wave equations, phase matching, and propagation. EO effect and nonlinear frequency generation. Third order optical nonlinearities. The quantum mechanical description of nonlinear phenomena. The two level atom, density matrix theory, perturbation theory, and double-Feynman diagram. Applications of nonlinear optical techniques for experimental measurement including Raman spectroscopy, photon echoes, and time-resolved spectroscopy.  
課程要求
Basic knowledge on optical and field theory, tensor analysis, and quantum mechanics 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
備註: 作業Homework 40%, 期中考Midterm 30%, 期末考Final 30% 
指定閱讀
Handout will be provided 
參考書目
1. Shen, The Principles of Nonlinear Optics
2. Boyd, Nonlinear Optics
3. Yariv, Optical Waves in Crystals
4. Haus, Waves and Fields in Optoelectronics
 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
Homework  
40% 
 
2. 
Midterm Exam 
30% 
 
3. 
Final Exam 
30% 
 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
  Introduction 
第2週
  Anharmonic oscillator
c
 
第3週
  Tensor analysis
Rotation and transformations
kDB formalism
 
第4週
  Indicatrix, rijk tensor
EO modulator
 
第5週
  Wave equation and envelope approximation
SHG and phase matching
 
第6週
  Bandwidth and pulse propagation effects
Properties of second order nonlinear susceptibility and deff tensor
 
第7週
  SHG with depletion
Sum and difference frequency processes
Parametric amplifier and oscillator
 
第8週
  Midterm Exam 
第9週
  Third-order nonlinearity
FWM and solitons
 
第10週
  Instantaneous polarization
Harmonic generation with a tightly focused beam
 
第11週
  Quantum physics and perturbation theory 
第12週
  Atom-field interaction and two level atom
Fermi-Golden rule and Rabi frequency
Density matrix
 
第13週
  Linear polarization with density matrix
Saturation in two-level atom
Integral equation and steady state
 
第14週
  Raman scattering
Diagrammatic Representation
Feynman diagram
 
第15週
  Four Wave Mixing 
第16週
  Final Exam 
第17週
  TBA 
第18週
  TBA