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1、纳米光学及应用教学大纲一、课程基本信息课程名称纳米光学及应用Nano Optics and Its Application课程编码SCC622421020开课院部理学院课程团队纳米光学及应用学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时0适用专业光电信息科学与工程授课语言英文先修课程应用光学、物理光学、量子力学、电磁场与电磁波课程简介 （限选）本课程是光电信息科学与工程专业本科学生的专业限选课程。纳米光学是一个激动人心的崭新的前沿领域，它在纳米范围内处理光与 物质相互作用。纳米光学作为纳米科技新的分支，为新技术的诞生创造了机遇。本课程将介绍纳米光子学的一些基本概念及理论，进而讲 授纳
2、米光学领域的量子点、光子晶体、表面等离激兀、近场光学等前沿研究课题及应用。其教学目的是使学生对光学科技前沿有所了解， 扩展学生的知识领域，并且使今后继续从事纳米光学领域研究及应用工作的学生奠定一定的基础。本课程为英语教学，学生在学习过程中 提高专业和科技英语水平。This course is an elective course for the students with the major of Optoelectronic Information Science and Engineering. Nano optics is an exciting new frontier, which
3、deals with the interaction between light and matter in the nanometer range. As a new branch of Nano science and technology, Nano optics has created opportunities for new technologies. This course will introduce some basic concepts and theories of Nano photonics, such as QDs, photonic crystals, SPs,
4、Nearfield optics and so on. Then some advanced research topics and applications in the field of Nano optics are given . The purpose in teaching is to enable students to understand the forefront of Optical Science and technology, expand their knowledge to continue doing research work in the field of
5、Nano optics. The teaching language of this course is English. Students can improve their professional and technical English during study.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标0BE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：能够概括及掌握纳米光学主要研究方向的基本概念、工作原理、应用等；能够描述纳米光学是1.41.4的基本原理、方法、典型纳米光学系统的组成，分析解决纳米光学相关领域的复杂问题，以获得有 效结论。2M2目标2 ：能运用纳米光学的基本原理、
6、通过相关文献等寻求复杂纳米光学工程问题合理的解决方案， 并且能够认识到解决问题的多种方案，获得有效结论。是2.32.33M3目标3 ：能够基于纳米光学的科学原理，通过文献研究或相关方法，对纳米光学领域复杂工程问题的 解决方案进行调研和分析。是4. 14. 14M4目标4 ： 了解学科前沿发展现状和趋势，具有自主学习和适应发展的能力，能够对纳米光学领域的复 杂问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。基本掌握科技英语，能熟练阅读本专业的外文 文献，并具有听、说、写、译和进行国际交流的基本能力。具有一定的国际视野和跨文化交流能 力。是10.210.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑
7、课 程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节1第1章第1章纳米光学 基础本章重点难点：洛伦兹模型。/21. 11.1光和物质相互 作用基础理论电磁场理论、洛伦兹模型Ml2讲授1自学资料31.21.2纳米光学概述纳米光学研究内容、应用范围等概述Ml0.5讲授1自学大纲41.31.3纳米级光学相 互作用纳观局域，倏逝波，电子能量转移，量子限制效应等M20.5讲授1自学资料51.41. 4数值计算方法 简介FDTD方法，有限元方法Ml1讲授1自学资料6第2章第2章量子点及 应用本章重点难点：量子限制的表征，量子点的性质及应用/72. 12.1无机半导体量子阱、量子线、量子点Ml1讲授1自学资料82
8、.22.2量子点的性质 及应用光学性质及举例，应用特别是在生物医学领域的应用M3, M43讲授+讨论3专题研究9第3章第3章光子晶体 及应用本章重点难点：光子晶体的性质及应用/103. 13.1基本理论和概 念光子晶体，光子能带、能隙，微腔，波导等概念，电磁场理 论，数值模型M1,M41讲授1自学资料113.23. 2光子晶体的性 质带隙，局域场增强作用，反常群速色散等M22讲授2自学资料123.33.3光了日日体的应 用光子晶体波导、全光开关、滤波器、微纳激光器等光子学器 件，光子晶体光纤M3, M44讲授+讨论4专题研究13第4章第4章金属等离 子体光子学及应用本章重点难点：Drude模型
9、，SPP、LSP的基本理论及应用，SPP 的激发和表征/144. 14. 1金属等离子体 基本理论金属光学，Drude模型，体积等离子体Ml2讲授2自学资料154.24. 2表面等离子体 激元（SPP）及应用SPP的基本理论及性质，SPP激发和表征，等离子体波导基本原 理及研究进展M24讲授+讨论4案例讨论164.34. 3金属纳米离子 的局域表面等离子 体及应用各种金属纳米粒子，LSP共振条件，LSP粒子之间的相互耦 合，应用M3, M42讲授2专题研究17第5章近场光学和近场光 学显微术及应用本章重点难点：近场显微术与应用/185. 15.1近场光学近场光学基本原理及概述Ml2讲授2自学资
10、料195.25. 2近场显微术近场光学显微术的介绍，不同模式，分类，装置等M3, M42讲授+讨论2专题研究205.35. 3近场研究的应 用应用举例M22讲授+讨论2案例讨论21第6章纳米光刻技术及应 用本章重点难点：电子束曝光光刻技术应用/226. 16.1双光子光刻技双光子光刻技术装置、工作原理及应用Ml1讲授1自学资料术236.26.2电子束曝光光刻技术电子束曝光光刻技术装置、工作原理及应用M22讲授+讨论2案例讨论四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1课堂翻译1 .每章布置2段综述型文献翻译。2 .成绩采用百分制，根据完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3 .考核学生对基
11、本概念、原理及专业英文的掌握能力。10%2案例讨论1 .本课程设置3个案例讨论环节，学生进行分组调研讨论。2 .成绩采用白分制，根据学生自评、小组打分来确定。3 .考核学生对知识的综合应用能力、寻求复杂纳米光学工程问题合理的解决方案的能力。30%3专题研究1 .本课程中期布置专题研究报告题目，任选其中一个题目进行文献调研、分析、总结。2 .成果以中文总结、英文PPT汇报的形式完成。3 .成绩采用白分制，学生进行自评和互评，取平均成绩。4 .考核学生文献调研、阅读、总结能力，及交流能力。20%4期末考试1 .开卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分10。分。2 .英文试卷、中文答题。3 .主要考核
12、学生对纳米光学基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有简答 题、论述题。40%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml期末考试100%（见试卷评分标准）2M2期末考试50%（见试卷评分标准）3M2案例讨论50%A-案例讨论过程中能够积极参与、大量调研分析，准备充分，讨论积极、逻辑清晰、分析有理有据、有自己的理解、能够获得有效的结论。B-案例讨论过程中能够积极参与、认真调研分析，准备较充分，能够获 得比较有效的结论。C-案例讨论过程中能够积极参与、但准备不够充分、未能得到合理的解决方案。D-案 例讨论过程中未能积极有效参与。4M3案例讨论50%A
13、-案例讨论过程中能够积极参与、大量调研分析，准备充分，讨论积极、逻辑清晰、分析有理有据、有自 己的理解、能够获得有效的结论。B-案例讨论过程中能够积极参与、认真调研分析，准备较充分，能够获 得比较有效的结论。C-案例讨论过程中能够积极参与、但准备不够充分、未能得到合理的解决方案。D-案 例讨论过程中未能积极有效参与。5M3专题研究50%A-独立、按时完成，格式规范、表述准确，调研充分，内容丰富，总结分析准确合理，有自己的观点及展 望。B-独立、按时完成，格式规范、表述准确，调研充分，内容丰富，总结分析不足。C-独立、按时完 成，格式规范、表述准确，调研不够充分，内容相对单薄。D-大量抄袭，未能
14、按时完成，格式、文字、表 述混乱。6M4课堂翻译50%A-独立、按时完成，翻译准确，书写整洁。独立、按时完成，主要内容翻译准确，有少许错误。C-独 立、按时完成，关键词汇翻译准确。D-抄袭，未能按时完成。7M4专题研究50%A-独立、按时完成，格式规范、表述准确，调研充分，内容丰富，总结分析准确合理，有自己的观点及展 望。B-独立、按时完成，格式规范、表述准确，调研充分，内容丰富，总结分析不足。C-独立、按时完 成，格式规范、表述准确，调研不够充分，内容相对单薄。D-大量抄袭，未能按时完成，格式、文字、表 述混乱。评分等级说明：A, B, C, D, E=90-100, 80-89, 70-79, 60-69, 0-59; A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B, C=90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B = 80-100, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1纳米光子学，帕拉斯N.普拉萨德，译者：张镇西等，西安交通大学出版社，2018, ISBN:9787569304923.2图书1纳米光子学及器件，程成,程潇羽，科学出版社，2013, ISBN:9787030372758.