| 課程大綱 Syllabus |
學生學習目標
Learning Objectives |
單元學習活動
Learning Activities |
學習成效評量
Evaluation |
備註
Notes |
序
No. | 單元主題
Unit topic |
內容綱要
Content summary |
| 1 | 光通訊概論與電磁波譜 |
光通訊概論與電磁波譜 |
生活中的光通訊（遙控器、光纖上網）、電磁波譜介紹、為什麼通訊要用紅外光 (1310/1550nm)？dB 與 dBm 的數學換算練習。 |
|
|
|
| 2 | 幾何光學基礎 |
幾何光學基礎 |
折射率意義、司乃耳定律 (Snell's Law)、全反射 (TIR) 原理、數值孔徑 (NA) 的物理意義。 |
|
|
|
| 3 | 光纖結構與導光原理 |
光纖結構與導光原理 |
階折射率 vs. 漸變折射率光纖、單模 (SMF) 與多模 (MMF) 光纖的差異與應用場景（長距離 vs. 資料中心）。 |
|
|
|
| 4 | 光纖的損耗機制 |
光纖的損耗機制 |
為什麼光會變弱？吸收損耗、瑞利散射 (Rayleigh Scattering)、彎曲損耗 (Macro/Micro-bending) 及其對施工的影響。 |
|
|
|
| 5 | 色散 (Dispersion) 與頻寬限制 |
色散 (Dispersion) 與頻寬限制 |
為什麼光訊號會「變胖」？介紹模態色散 (Intermodal) 與材料色散 (Material Dispersion)，解釋其對傳輸速度的限制。 |
|
|
|
| 6 | 半導體物理複習 |
半導體物理複習 |
能帶圖 (Band diagram) 簡介、直接能隙 vs. 間接能隙、PN 接面原理、載子複合發光機制。 |
|
|
|
| 7 | 發光元件 (一)：LED |
發光元件 (一)：LED |
發光二極體原理、光譜特性、LED 在光通訊（低速短距）與照明的應用差異。 |
|
|
|
| 8 | 期中評量 (Midterm) |
期中評量 (Midterm) |
期中評量 (Midterm) |
|
|
|
| 9 | 發光元件 (二)：雷射二極體 (LD) |
發光元件 (二)：雷射二極體 (LD) |
自發輻射 vs. 激發輻射、Fabry-Perot 共振腔原理、雷射的 P-I 曲線特性（低於臨界電流不發雷射）。 |
|
|
|
| 10 | 光偵測器 (Photodetector) |
光偵測器 (Photodetector) |
光電效應、光二極體 (PIN) 運作原理、光如何轉回電？響應度 (Responsivity) 計算。 |
|
|
|
| 11 | 被動元件與連接技術 |
被動元件與連接技術 |
常見光纖接頭 (LC/SC/FC)、分光器 (Splitter)、光纖熔接 (Fusion Splicing) 原理與耗損來源。 |
|
|
|
| 12 | 基礎光纖鏈路設計 |
基礎光纖鏈路設計 |
點對點傳輸系統、功率預算 (Power Budget) 計算：發射功率 - 總損耗 > 接收靈敏度。 |
|
|
|
| 13 | 光通訊系統分類與應用 |
光通訊系統分類與應用 |
介紹波分複用 (WDM) 的「彩虹」概念、光纖到府 (FTTH/PON) 架構、以及 5G 基地台的光傳輸。 |
|
|
|
| 14 | 期末報告 |
期末報告 |
期末報告 |
|
|
|