課程資訊
課程名稱
光學
Optics 
開課學期
105-1 
授課對象
電機資訊學院  生醫電子與資訊學研究所  
授課教師
王倫 
課號
OE5005 
課程識別碼
941 U0100 
班次
 
學分
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期二2,3,4(9:10~12:10) 
上課地點
電二102 
備註
總人數上限:50人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/1051OE5005_optics 
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

本課程係基礎光學,研習光的特性、傳輸、與物質間的作用,涵蓋幾何光學與波動光學的重要課題。可將所學的物理觀念應用在顯微術、光學微影、光通信、全像術、光儲存、光顯示等方面。 

課程目標
RAY OPTICS
*Geometric optics: concepts
*First-order, third-order optics
*Paraxial image formation
*Radiometry(highlighted)
*Matrix optics
*Optical components
ELECTROMAGNETIC OPTICS
*Review of plane waves
*Interference
*Polarization
*Coherence
*Absorption and dispersion
GAUSSIAN BEAMS
*Gaussian beam
*Transmission through optical components
FOURIER OPTICS (highlighted)
*Light propagation in free space
*Image formation
*Optical Fourier transform
*Holography
*Light diffraction
GUIDED-WAVE OPTICS(*optional)
*Planar dielectric waveguides
*Optical fibers
*Optical coupling in waveguides
*Attenuation and dispersion(*) 
課程要求
預修課程: 普物、微積分、傅立葉轉換、基本電磁學
修課要求: 上課聽講、發問;下課做作業;有熱情做小實驗;與同學討論 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
另約時間 備註: 每週xx與週xx時段xx在電二xx, 請務必先跟助教手機聯絡確切時間 與老師約星期二下午3-4點 
參考書目
前半學期以講義為主,配搭的教科書如下:

“Optics,” by Ajoy Ghatak, 4th or later edition, McGraw Hill.
"Introduction to Optics," by Pedrotti's 3rd edition, Pearson

MIT lecture notes
"Optics", by Hecht, Addison Wesley, 1987.[succinct, not easy to read]
"Principles of Optics", by Born & Wolf, Pergamon Press, 1980.["bible"]
"Modern Optical Engineering", by Smith, McGraw-Hill, 1990.[must for GO engineers]
"Introduction to Fourier Optics", Joseph W. Goodman, 2nd ed. NY: McGraw-Hill,
1996.[must for "opticians"]
"Fundamentals of Photonics," by B.E.A. Saleh & M.C. Teich, Wiley, 1991.
(chap.1; 2,5,6; 3,9; 4; 7,8)(PhD qualify)[heavy like brick; cover all subjects]
“Optical System Design” Robert E. Fischer[must for GO engineers]

次要參考書:
"Fundamentals of Optics", 4th edition, by Jenkins and White, McGraw Hill, 1976.
"Waves and field in Optoelectronics", by H. A. Haus, Prentice-Hall, 1984. 
指定閱讀
有時有指定文獻閱讀
參與會議
須寫心得 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
作業 
25% 
可以互相討論 但不可抄襲 發現以零分計 規定時間務須繳交 錯過1日 減半 依此類推 動手做實驗 等同作業 
2. 
期末報告 
15% 
有口頭與書面 皆須按期繳交 最多ㄧ組2人 說明清楚負責範圍 依格式、日期處理 
3. 
期中考 
30% 
 
4. 
期末考 
30% 
同學期末報告佔10% 期中考前佔10% 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
2016/9/13  Geometric Optics:
Fermat principle, glass type and optical elements (prisms, wedge, etc.)
par-axial image formation 
第2週
2016/9/20  par-axial image formation, combined system, ray tracing 
第3週
2016/9/27  颱風停課 
第4週
2016/10/4  ray tracing,ball lens illustration,stop and pupils, y and y bar  
第5週
2016/10/11  ray tracing,ball lens illustration,stop and pupils, y and y bar
 
第6週
2016/10/18  matrix method;various matrices 
第7週
2016/10/25  exemplary optical system matrices including ABCD matrix, ball lens illustration(Wyant's note provided) 
第8週
2016/11/1  Fourier transform and spatial frequency: Airy disk, resolution; DOF aberrations; 1st order and 3rd order;  
第9週
2016/11/8  midterm: coverage over GO
 
第10週
2016/11/15  NTU Birthday; no class 
第11週
2016/11/22  Gaussian beam propagation (Section 20.5 of the textbook) how is ABCD matrix used?  
第12週
2016/11/29  Physical Optics Interference I - general 2-beam interference and special cases
 
第13週
2016/12/6  special cases(conti.)
2-beam:division of wavefront
2-beam:division of amplitude
terms reports announced 
第14週
2016/12/13  2-beam continue multiple beam interference
 
第15週
2016/12/20  coherence and polarization
Merry Christmas! 
第16週
2016/12/27  Coherence and Polarization continue 
第17週
2017/1/3  HAPPY NEW YEAR!
STUDENTS ORAL PRESENTATION;
REVIEW for final exam;
oral and written reports due 1/8 midnight 
第18週
2017/1/10  final exam