光學設計、製作與量測
Optical Design,Fabrication,Testing and Measurement
| 節 | 週二 | 週五 |
|---|---|---|
3 10:10–11:00 | 光學設計、製作與量測 CY202（光復） 2 節連堂 | |
4 11:10–12:00 | ||
7 15:30–16:20 | 光學設計、製作與量測 CY202（光復） |
* 根據陽明交大上課時間表所列
首先以光學工程之觀點複習光學元件與系統的基本特性,設計,製作,及量測。其次,介紹光學設計軟體,包含成像(Code V)及非成像(LightTool)軟體。最後,學以致用,整合光電系統與應用做專題。
光學基本知識(幾何光學與物理光學)
無備註
教材編選:參考光學原理、光學工程基礎教科書、光電雜誌、光學器件產品資料等編撰教材 教學方法:板書講課、Learning by doing專題 (光學系統設計、軟體模擬、與/或實作) 教學資源:光學模擬軟體(Code V、LightTool)、光電系電腦教室、光電系教學實驗器材
作業部份:專題設計、模擬、與期末報告 考試部份:期中考(筆試) 評量部份:筆試、報告、期末海報展 評量方法:(1). 隨堂測驗及報告佔10%,期中考試佔30%,期末個人書面報告佔20%,期末小組海報佔40%。 (2). 期末個人書面報告內容包含專題分工說明、個人項目之構想、原理、理論、推導、電腦模擬、成果與討論、結論、參考資料等,以12號字體單行行距打字,A4大小,頁數5-8頁。 (3). 期末小組海報內容包含專題題目、摘要(200-300字) 、系統構想與架構、系統規格、系統設計說明、研究方法、研究(電腦模擬或實驗)結果與討論、結論、參考資料等。期末海報展時,每個人負責解說自己分工的部分。 (4).加分題: 在做專題之過程或是日常生活拍攝到好的照片,經過老師評選之後投稿到美國光學學會(OSA)的 Optics & Photonics News雜誌,獲錄取登上該雜誌之Image of the Week (https://www.osa-opn.org/home/gallery/image_of_the_week/)或After Image (https://www.osa-opn.org/home/gallery/after_images/)者,每一楨照片加學期分數5分; 若入選該年度Photo Contest (https://www.osa-opn.org/home/gallery/photo_contests/)者,加學期分數10分。如果經過老師評選之後投稿到國際光學工程學會(SPIE)參加國際光學日攝影競賽者(SPIE International Day of Light Photo Contest http://spie.org/about-spie/international-day-of-light),加學期分數5分。以上各項加分總和最多加10分。 (5). 加分題II: 5/22中午12點之前繳交,上課筆記,滿分可加5分 (6) 加分題III: 6/14奈米光電元件講座隨堂測驗,測驗滿分可加5分
幾何光學
1. 旁軸光學基本原理 2. 各種光學元件特性 3. 光學像差 4. 光學材料與鍍膜
- 講授：
- 50%
- 示範：
- 10%
- 實作：
- 40%
物理光學
1. 光學干涉 2. 光學繞射 3. 光柵與光譜 4. 傅立葉光學與光學系統 5. 光之偏振與液晶原理 6. LCoS原理與應用演示
- 講授：
- 50%
- 示範：
- 10%
- 實作：
- 40%
近代光學
1.雷射原理與雷射光束之聚焦 2.奈米光電元件原理及模擬演示
- 講授：
- 50%
- 示範：
- 10%
- 實作：
- 40%
光學軟體
1.Code V 2.LightTool
- 講授：
- 50%
- 示範：
- 20%
- 實作：
- 30%
| 週次 | 主題 |
|---|---|
| 第 1 週 | 課程及專題簡介 旁軸光學系統、光學元件、光線之傳播定律 2/19 2/22 |
| 第 2 週 | 薄光學成像、像差: 如何評估好的成像? 和平紀念日彈性放假/梅竹賽 2/26 3/1 |
| 第 3 週 | 電腦優化光學成像的方法: 光學追跡法、矩陣光學 光之電磁波理論: 光波照射到介質的吸收、反射、折射、色散現象 3/5 3/8 |
| 第 4 週 | 如何利用光之色散來把各種波長之光分開並偵測之: 稜鏡光譜儀 光源強度及照度之測量: 光之照度學 3/12 3/15 |
| 第 5 週 | 如何利用光之干涉來取出所需之波長: 多層薄膜及干涉濾波器 如何利用光之繞射來把各種波長之光分開並偵測之: 光柵光譜儀 3/19 3/22 |
| 第 6 週 | 如何產生強的同調光束: 雷射原理 如何設計雷射聚焦位置並計算雷射光強: 雷射光之傳播特性 3/26 3/29 |
| 第 7 週 | 如何利用液晶元件(LCoS)做一個可程式操控的光干涉與繞射元件 校際活動週放假(4/04-4/08) 4/2 4/5 |
| 第 8 週 | 光學與藝術之結合: 彩虹全像、數位光學電腦全像顯示、AR、VR 期中考 4/9 4/12 |
| 第 9 週 | 專題設計各組預報I 專題設計各組預報 II 4/16 4/19 |
| 第 10 週 | Code V training and practice I Code V training and practice II 4/23 4/26 |
| 第 11 週 | Code V training and practice III Code V training and practice IV 4/30 5/3 |
| 第 12 週 | Light-Tool training and practice I Light-Tool training and practice II 5/7 5/10 |
| 第 13 週 | Light-Tool training and practice III Light-Tool training and practice IV 5/14 5/17 |
| 第 14 週 | 專題製作I: 光電之農業應用 專題製作II: 智慧手機之光學感測 5/21 5/24 |
| 第 15 週 | 專題製作III: 農業機器人的視覺系統 光電專題綜合討論 5/28 5/31 |
| 第 16 週 | 奈米光電元件原理、設計、製作及應用I 端午節放假 6/4 6/7 |
| 第 17 週 | 奈米光電元件原理、設計、製作及應用II 奈米光電元件原理、設計、製作及應用III 6/11 6/14 |
| 第 18 週 | 期末專題報告及海報展(6/17-6/21) 期末專題報告及海報展(6/17-6/21) 6/18 6/21 |
1.以下三本教科書對應的章節: (1). Bennett, Principles of Physical Optics; 或(2). Hecht Optics; 或(3). Pedrotti Introduction to Optics 2.光電雜誌期刊: Optics & Photonics News (https://www.osa-opn.org/home/), Photonics Spectra (https://www.photonics.com/Photonics_Spectra/p5), Laser Focus World (https://www.laserfocusworld.com/index.html)
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