课程大纲
COURSE SYLLABUS
1.
课程代码/名称
Course Code/Title
高级微纳光学
Advanced Nano-Optics
2.
课程性质
Compulsory/Elective
选修课 Elective
3.
课程学分/学时
Course Credit/Hours
3/48
4.
授课语言
Teaching Language
英文
English
5.
授课教师
Instructor(s)
李毅
Li Yi
6.
是否面向本科生开放
Open to undergraduates
or not
是
7.
先修要求
Pre-requisites
（ 如 面 向 本 科 生 开 放 ， 请 注 明 区 分 内 容 。 If the course is open to
undergraduates, please indicate the difference.）
具有光学背景的研究生，以及对高年级本科生无先修要求。
EE208 工程电磁场理论或 PHY207 电动力学导论
8.
教学目标
Course Objectives
（如面向 本 科 生开放， 请 注 明 区 分 内容 。 If the course is open to undergraduates, please indicate the
difference.）
本课程旨在培养本科生对微纳尺度光学的兴趣，提升研究生定量分析微纳尺度光学过程的能力，主要分为三部分：我
们首先讲解传统光学显微镜分辨极限的角谱表示，理解消逝波的工作方式；其次我们将分析显微镜超分辨技术，量子
化的光源会引入光学态密度的讨论；最后我们将介绍光镊受力，理解它们在精准测量中的角色和在微纳操控中的潜
力。学生进行分组展示近年半导体微纳光学芯片的应用进展和新机理。
The goal of this course aims to motivate the interests of students and foster their capability to quantitatively
understand the fundamental concepts of nano-optics. We start with the angular spectrum representation to
understand both the resolution limit of conventional optical microscopy, and the potentials provided by evanescent
fields. We discuss the principles of super-resolution microscopy techniques, by introducing quantum light sources
with a discussion on the optical density of states. Finally, we turn to optical forces and understand their role in
precision measurements and the opportunities they provide for manipulation of nanoscopic objects. Students are
highly encouraged to give group presentations of recent processes on nano-optics.
9.
教学方法
Teaching Methods
（如面向本科生开放，请注明区分内容。 If the course is open to undergraduates, please indicate the
difference.）
讲授 Lectures
讨论 Discussions
报告以及研究生仿真实验 Presentation and Simulations
10.
教学内容
Course Contents
（如面向本科生开放，请注明区分内容。 If the course is open to undergraduates, please indicate the
difference.）
Section 1
微纳光学概述 Introduction
Section 2
案 例 分 析 ： 芯 片 中 的 微 纳 光 学 Case Study – Nano-optics equipped with
microelectronics
Section 3
聚焦和电磁场的局域化（1）Focusing and Localization of Fields (1)
Section 4
聚焦和电磁场的局域化（2）Focusing and Localization of Fields (2)
Section 5
成像和显微 Imaging and Microscopy
Section 6
点扩散函数和分辨极限 Point-Spread Function, Resolution Limits
Section 7
格林函数和局部态密度 Green Functions, Local Density of States
Section 8
自发辐射的控制 Spontaneous emission control
Section 9
光学天线（1）Optical antennas（1）
Section 10
光学天线（2）Optical antennas（2）
Section 11
点散射理论 Point scattering theory
Section 12
光子统计学 Photon statistics
Section 13
光力与光镊 Optical Forces, Optical Tweezers
Section 14
学生分组展示（1）Group Presentation 1/3
Section 15
学生分组展示（2）Group Presentation 2/3
Section 16
学生分组展示（3）Group Presentation 3/3
11.
课程考核
Course Assessment
（
○
1
考核形式 Form of examination；
○
2
.分数构成 grading policy；
○
3
如面向本科生开放，请注明区分内容。
If the course is open to undergraduates, please indicate the difference.）
考察
出勤 Attendance 10%
课程作业 Assignments 30%
课堂表现 Class Performance 30%
期末口试 Final Oral Exam 30%
12.
教材及其它参考资料
Textbook and Supplementary Readings
Principle of Nano-optics 2
nd
edition, Lukas Novotny and Bert Hecht, Cambridge 2012], ISBN：9780511794193
