微纳光学  080300M02009H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:一级学科普及课 | 任课教师:董国艳
授课时间: 星期一,第10、11、12 节
授课地点: 教一楼317
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10
授课时间: 星期三,第10、11、12 节
授课地点: 教一楼317
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10
课程编号: 080300M02009H 课时: 50 学分: 3.00
课程属性: 一级学科普及课 主讲教师:董国艳 助教:
英文名称: Micro & nano optics 召集人:

教学目的、要求

微纳光学是一门光学和微纳米技术相结合的学科,是当前最活跃的科学发展前沿之一,主要在微纳米尺度上开展光学现象和技术的研究,即接近或超过光的衍射极限。本课程为理解和从事微纳光学工作提供了必要的理论基础和实验概述,从广阔的视角,涵盖了与微纳米级有关的光学现象。从不同领域和范围介绍了微/纳米光学元器件成功的案例和关键性专业技巧,提供了最新的技术信息。本课程突出基础知识与前沿课题的紧密联系,提高学生对已有基础理论和技术的综合运用能力,为进入相关领域开展理论和实验研究工作做好准备,对未来从事微纳米光电元器件的设计和研究具有很大的帮助作用。要求学生掌握学科基本概念,阅读大量前沿文献,并有计划地组织课题讨论。

预修课程

教 材

主要内容

第一部分:理论基础介绍
宏观电动力学,波动方程,复介电常数,边界条件,能量守恒定律,倏逝波等
第二部分:光与物质的相互作用
绝缘体、半导体和金属的光学性质,分子、纳米和微观粒子的电磁性质
第三部分:数字模拟方法
数字模拟方法及常用软件介绍
第四部分:介质基光子晶体
周期性介质中电磁效应的基本性质、光子晶体波导和光子器件、光子晶体光纤
第五部分:等离子体激元
等离子体,金属光学特性、表面等离子体激元、基于表面等离子体激元的纳米光学
第六部分:近场光学
近场光学理论及成像技术,扫描探针显微镜家族和扫描近场显微镜原理及其应用
第七部分:亚波长光栅和超材料
第八部分:微纳光学制备技术

参考文献

1. 《Principles of Nano-optics》,Lukas Novotny著,Cambridge University Press,2006.
2. 《Photonic Crystals: Molding the Flow of Light》, JD Joannopoulos等著,Princeton University, 2008. 
3. 《Plasmonics: Fundamentals and Applications》, Stefan A. Maier著,Springer,2007.
4. 《Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings》, Heinz Raether著, Springer, 1988.