集成与微纳光子学

课程编码：085400M01013T 英文名称：Integrated and Micro-nano Photonics 课时：64 学分：4.00 课程属性：一级学科核心课 主讲教师：陈效双等

简介：集成与微纳光子学在微电子学和光子学基础上，采用集成方法研究和发展光学器件与混合光学-电子学器件的一门新学科。
教学目的：研究在微纳尺度下光与物质相互作用的规律及其光的产生、 传输、调控及其在光子辐射、光电探测和传感等方面的应用。
教学要求：
1、建立基于波动光学、半导体光电子学、薄膜光学和导波光学等的集成与微纳光子学理论基础；
2、通过薄膜技术和微电子、微纳光子器件加工工艺等的讲授，了解现代微纳光子学及光电子学的制备过程与关键技术；
3、掌握基于微纳光学与光电子学光场调控、电场调控及其联合调控的基本方法与理论；
4、了解集成与微纳光子学在光纤通信、光信息处理、光存储、光子发射与探测等领域的应用。

电动力学或电磁场与电磁波、光学等

第一章 集成与微纳光子学概述 3.0学时
第1节 光子学研究的起源、历史发展、里程碑事件
第2节 纳米光子学的建立与发展
第3节 微纳光子学热点与前沿趋势
第二章 光的干涉与衍射 6.0学时
第1节 光波基本性质及其介质中的传播
第2节 光的干涉-基本原理与典型器件
第3节 光的衍射-基本原理与典型器件
第三章 光子晶体 15.0学时
第1节 光子晶体的发现与概念
第2节 光子晶体的基本特性
第3节 光子晶体带隙的产生
第4节 光子禁带的打开与缺陷调控
第5节 光子晶体与传统固体结构的区别与联系
第6节 光子晶体的制备与应用
第四章 表面等离激元 6.0学时
第1节 等离激元的概念与内涵
第3节 基本特性与激发方式
第4节 等离激元表征方法与前沿进展
第五章 超材料与负折射 6.0学时
第1节 超材料的概念与内涵
第2节 负折射的存在可行性与数学推导
第3节 负折射的性质与应用
第六章 超表面 3.0学时
第1节 超表面的概念与内涵
第2节 广义斯涅耳定律
第3节 超表面的前沿进展
第七章 数值模拟方法 6.0学时
第1节 数值仿真的概念、内涵与方法概述
第2节 时域有限差分方法方法
第3节 有限元方法
第八章 微纳工艺介绍 6.0学时
第1节 微纳加工的简介
第2节 传统光刻与电子束曝光
第3节 镀膜介绍
第4节 湿法与干法刻蚀
第九章 光波导 6.0学时
第1节 金属波导
第2节 介质平板波导
第3节 光纤
第十章 光子辐射与探测技术 3.0学时
第1节 光子辐射基本原理与器件
第2节 光子探测基本原理与器件
第十一章 答疑与考试 4.0学时
第1节 课程答疑与作业解答
第2节 考试

陈效双，物理与光电工程学院，研究员，博士生导师，红外物理国家重点实验室主任，获 “国家杰出青年科学基金”，中国科学院 “百人计划”，“上海市青年科技启明星”，上海市领军人才，“新世纪百千万人才工程国家级人选”。获国家自然科学奖二等奖1项，国家科技发明奖二等奖1项，上海市自然科学牡丹奖1项，上海市自然科学一等奖1项，其它省部级科技进步奖4项。曾主讲微纳光子学，计算材料学，半导体光学性质导论。获中国科学院大学教育教学成果奖二等奖1项，多次获中国科学院优秀博士生指导教师和中国科学院优秀研究生指导教师。

李冠海，物理与光电工程学院，副研究员，主要从事人工微结构物理及其红外探测增强，介质超表面及其应用等研究。入选中国科学院青年创新促进会、上海市青年科技启明星、扬帆计划等，担任J Phys D: Appl Phys顾问委员会委员。以第一或通讯作者在包括Nat Commun，Appl Phys Lett，Opt Lett等发表论文20余篇。承担基金委面上项目、科技部纳米专项子课题、国防创新特区重点项目课题等多项研究项目。