銘傳大學 105學年度下「課程重構計畫」...
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銘傳大學 105學年度下「課程重構計畫」
積體光學
林鈺城 資訊學院 電子工程學系
課程基本資料
2
教師編號 : 9300612 教師姓名 : 林鈺城
學年度 : 105 學期數 : 2 (1-上學期 2-下學期)
班級代號 : 37514 科目代號 : 37535
積體光學 單學期課程共 : 3 學分
選別 : 4 選修 每週授課時數 : 小時
教學單位: 37 電子工程學系 型態別 : 2
(1-上學期 2-下學期 3-全學年)
研究所碩士班
選課人數: 15人
33
我要說什麼
計畫動機
教學目標與內容
核心能力與課程設計
成效評量
課程反思
計畫動機
現在的學生到底在想什麼?
老師忙得滿頭大汗,學生忙著闖關打怪
• 老師都教一些沒用的理論,誰還在單獨用NPN、PNP
• 學這麼多理論,結果工作都用不到
我的20年職業生涯
5
1997 2000 2005 2010 2015
銘傳大學 萬能
鴻海 萬旭電業 鴻銳
專利局
核研所
光纖通訊元件 燃料電池 觸控模組
光纖生醫感測元件
我要說什麼
計畫動機
教學目標與內容
核心能力與課程設計
成效評量
課程反思
教學(計畫)目標
1.具備積體光學之專業知識
2.深入了解光波導理論及各種光波導元件
7
目標展開 目標展開 佐證方式 1.能理解wave eq.
2.能描述Fresnell’s eq.並使用反射穿透四個係數
作業一: 繳交報告
會推導Maxwell eq., 寫程式計算四個Fresnell係數
3.能解釋波導模態及數學模式
作業二: 繳交報告
解出平面波導模態
4.能了解常見的積體光學元件,方向耦合器、Y型波導、EO
effect Modulator (相位調製器、MZ干涉儀、耦合調製器)
期中考
筆試測驗
5. 積體光學製程 上台報告一
製程資料蒐集
6.SPR原理與應用
7.LMR原理與應用
作業三: 繳交報告
SPR、LMR元件模擬程式
8.SPR、LMR感測元件特性測量
作業四: 實驗報告
完成光學頻譜特性測量
9.能撰寫技術報告
10.能團隊合作與成果表達
期末專題
整合專利閱讀與分析、論文資料庫、EndNote使用,撰寫一份期末技術報告
上台報告二: 學習成果發表
我要說什麼
計畫動機
教學目標與內容
核心能力與課程設計
成效評量
課程反思
課程設計
1. 如何撰寫技術報告
2. 光波導理論
3. 光波導元件
4. 積體光學微製程技術
5. 積體光學感測元件
6. 光纖及光波導元件特性測量實作
10
系所核心能力
應用電子專業領域知識之能力 (20%)
設計規劃專題與執行論文研究之能力 (10%)
獨立評估分析與解決問題之能力 (20%)
研讀及撰寫專業論文之能力 (10%)
團隊合作與協調整合之能力 (20%)
瞭解電子產業國際發展趨勢之能力 (10%)
具備專業倫理及終身自我學習之能力 (10%)
11
光波導理論
光波導元件
作業、小考
EndNote使用
分組測量
論文研讀
專利導讀
課程動機與報告撰寫能力
週別 單元 單元大綱 教材
1
課程簡介 教學計畫說明
積體光學的應用
課程培養的能力
論文資料庫使用
教學說明PPT
如何撰寫技術報告
論文資料庫
範例說明
Endnote使用示範
論文資料庫搜尋PPT
背景C012-2
武功秘笈之專研報告
EndNote PPT
圖書館教學影片
12
波導 waveguide
13
週別 單元 單元大綱 教材
2 波導
Maxwell eq.
Wave eq.
CH1_Maxwell.ppt
3
波導
Traveling wave
Gaussain beam
RI, dispersion,
Fresnel eq. 作業1: 會推導Maxwell eq., 寫程式計算四個Fresnell係數
CH1_Maxwell.ppt
4 波導 平面波導-1 CH2_ Dielectric Waveguide.PPT
5 波導 平面波導-2
作業2: 解平面波導模態
CH2_ Dielectric Waveguide.PPT
6 波導
通道波導 CH2_ Dielectric Waveguide.PPT
7 波導 光纖 CH3_Optical Fiber.PPT
積體光學元件與製程
14
週別 單元 單元大綱 教材
8
積體光學元件 方向耦合器
Y型波導
EO effect
Modulator (相位調製器、MZ
干涉儀、耦合調製器)
CH4_ Integrated Optical Device.PPT
9 期中考 期中考試
10 積體光學製程
積體光學製程
作業3: 製程技術 資料蒐集、上台報告
積體光學感測元件
15
週別 單元 單元大綱 教材 11 感測元件 SPR原理 SPR.PPT
12 感測元件 SPR 應用1 論文閱讀
13 感測元件 SPR 應用2 論文閱讀
14 感測元件 LMR原理 LMR.PPT
15
感測元件 LMR應用1
作業4:撰寫SPR、LMR模擬程式
論文閱讀
光學測量
週別 單元 單元大綱 教材
16 光學頻譜測量 SPR、LMR 元件 儀器操作SOP
17 光學強度測量 光感測器系統的設計
作業5: 實驗報告
以呼吸感測系統為範例
18 期末專題報告 期末專題報告(上台)
成績考核
期中 10%
期末專題 30%
作業+小考 50% (共八次)
態度10% (遲到或缺席 -1分,扣完為止)
17
我要說什麼
計畫動機
教學目標與內容
核心能力與課程設計
成效評量
課程反思
教師教學反應問卷 (有效比例:87%)
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
A1. 課程設
計
A2. 教學實
踐
A3. 班級經
營
A4. 教學評
量
A5. 教學輔
導
滿意度量尺
學期總成績
60
70
80
90
100
劉 徐 李 林 林 林 楊 沈 王 粘 羅 許 邱 郭 魏
成績
學生姓名
4/22 邀請張勤煜博士介紹積體光學製程
5/12 邀請張勤煜博士介紹積體光學製程
分組實驗操作與講解
我要說什麼
計畫動機
教學目標與內容
核心能力與課程設計
成效評量
課程反思
遭遇的困難
1.電磁學是這門課的基礎,也是數學與物理使用最多也最難的課程。學生的電磁學基礎學得不好,Maxwell’s eq.早已忘記,銜接本門課的理論,有困難。
解決法: 花了兩周時間,重新複習一次,並做清楚的推導。
2.作業需撰寫程式,計算反射係數與布魯斯特角,學生的matlab使用有問題。
解決法: 我利用一個例子,示範寫matlab,採用做中學的精神,讓學生學會一些常用的指令,才能做出作業。另外,根據學生的作業成果,我挑一位特優的學生,上台說明他的程式作法,與寫作業的態度(如何把問題做申論而不是簡答),做機會教育,讓其他學生學習。
3. 實驗設備套數不足
解決法: 分組操作,但僅適合於人數少的班級,老師才能照顧到每一組
課程反思:
善用網路資源,節省錄影片的時間
過多的作業小考,學生會吃不消,合計五次最洽當,超過八次會有很多抱怨聲。
作業檢討方式我採用標竿學習,把全班做最好的在課堂上做說明
Traveling Electromagnetic Wave
An electromagnetic wave is a traveling wave(行進波) that has time-varying(時變) electric and magnetic fields that are perpendicular (垂直) to each other and the direction of propagation (前進方向) z.
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Wavefronts Ray
Wavefront 波前:A surface over which
the phase of a wave is
constant
A wavefront of a plane wave is a plane perpendicular to
the direction of propagation https://www.youtube.com/wat
ch?v=8YkfEft4p-w&t=2s