光子晶體導論

Abstract

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本課程是由交通大學光電工程學系提供。

此課程為光子晶體元件及其應用的入門課程。它是設計給光電/電機/物理/材料相關領域第一年之研究生，修課學生建議有大學部電磁學及近代物理課程經驗在課程。規劃上我們將從基本的理論基礎開始，並介紹此領域常被使用的工具和製成技術。課程中還包含目前熱門的光子晶體元件及系統，最後討論光子晶體元件在現在及未來相關的重要應用。我們預期學生會對光子晶體領域有初步的瞭解。

課程目標/概述 此課程為光子晶體元件及其應用的入門課程。它是設計給光電/電機/物理/材料相關領域第一年之研究生，修課學生建議有大學部電磁學及近代物理課程經驗在課程。規劃上我們將從基本的理論基礎開始，並介紹此領域常被使用的工具和製成技術。 課程中還包含目前熱門的光子晶體元件及系統，最後討論光子晶體元件在現在及未來相關的重要應用。 我們預期學生會對光子晶體領域有初步的瞭解。 課程章節

單元主題

內容綱要

The fundamental tools

Maxwell equations Wave equation Light propagation in the mater, phase velocity and group velocity Simulation tools: plane wave expansion (PWE) method Simulation tools: finite-difference time-domain (FDTD) method

Photonic crystals without defects

Photonic band structure 1-D photonic crystals 2-D photonic crystals 3-D photonic crystal and light line Super prism effect Negative refractive index

Photonic crystal defect cavity

Slater-Koster model Defect modes inside the band gap Quality factor of a cavity Different types of micro-cavities

Photonic crystal waveguides

Basic concept of dielectric waveguides Waveguide bands inside the band gap Slow-wave phenomenon Different type of photonic crystal waveguides

Special topics

Nano-fabrication technology Integrated photonics with photonic crystals Optical networks

課程書目 整理筆記；投影片

評分標準

項目 百分比

作業 60%

期中考 15%

期末考 25%

授課對象：研究所學生

預備知識：Electromagnetics (undergraduate level); Modern Physics(undergraduate level)