→ bluemkevin:mode-locking 明明其他課也有教 07/06 10:12
※ 本文是否可提供臺大同學轉作其他非營利用途？（須保留原作者 ID）
（是／否／其他條件）：
是
哪一學年度修課：
97-1
ψ 授課教師 (若為多人合授請寫開課教師，以方便收錄)
孫啟光 教授
δ 課程大概內容
1.interaction of light with matter
2.property of solid-state laser
3.laser oscillation
4.optical resonator design
5.Q-switching
6.mode-locking
由最基本的 stimulated emmision 講起，切入 atomic lineshape
以及 laser rate equation (以四能級系統為主，三能級的稍微講解，
回頭讀課本便能觸類旁通)。接著提幾種固態雷射常用的稀土元素以及
host medium ，鎖模用途的 vibronic laser 也一併介紹。
利用前述知識，開始對 laser cavity 進行近似分析，討論不同的 end
mirror reflectivity 與 gain coefficient 及 耗損之間的關係，理解
threshold 與 slope efficiency 的概念，並簡介非穩態 relaxation
oscillation 的現象。
有了粗淺的 cavity 常識之後，開始分析 resonator 的 transverse
mode 以及 longitudinal mode，其中比較 special 的主題便是如何
利用 ABCD law 來分析 single mode 在聚焦共振腔裡的 stability
range （在非線性光學領域中相當實用的架設技巧）以及 beam spot
size astigmatism。在進入學期後半 pulse solid-state laser 主題
以前，講了一堂偏工程常識的課，討論 pumping light source 以及
temperal stability。
在最後幾個星期，進入 Q-switch 以及 mode-locking 的應用部份。
Q-switch 因為原理較難，故只講結果以及如何實作，mode-locking
則引用 Haus 的推論，從 frequency domain 和 time domain 分別對
master equation （nonlinear schodiger eq.）求解，分析鎖模機制
以及 passive-modelocking 與 active mode-locking 兩者的差異。
最後一堂課則是此門課之精華，引入之前簡化分析未考慮的 dispersion
與 self phase modulation 平衡後的 soliton 解，將 master equation
修正成 Landau-Ginzburg eq. 並解釋其中的物理意含。
Ω 私心推薦指數(以五分計) ★★★★★
課程充實度： ★★★★★★
口才 ： ★★★★★★
上課理解度： ★★★★★
給分甜度 ： ★★★★★
η 上課用書(影印講義或是指定教科書)
固態雷射（傳統）的聖經本
Walter Koechner 的 Solid state-laser engineering
不過沒有課本也沒關係，教授用自己寫的講義上課，
大致上是以 W.Koechner 的書為參考，搭配幾篇經典 paper 與
Haus 的文章（有關 mode-locking 以及 q-parameter的部份）編成的，
簡潔有力不失條理。
μ 上課方式(投影片、團體討論、老師教學風格)
用自編講義的老式投影片搭配少許板書。
老師記了不少實用的參數，很多時候口頭講講用心算就能大概
給出某項計算的量級估計，搭配實際經驗讓學生了解更多有關
固態雷射的常識 （常用的 repetition rate ，cavity 的尺寸，
gain meadium cross section 的比較基準等等）
雖然說這門課一開始是開成英語授課，不過後來沒有外國學生來修課，
教授為了讓我們更能聽懂課程內容就改成全程中文授課了 XD
σ 評分方式(給分甜嗎？是紮實分？)
兩次作業各 10 %，一次期末 presentation。期中考期末考各 35 %
作業每次約三到四題，不算難寫，只是沒有解答，跟一起修課
的同學一起討論的話會比較輕鬆 （有半數題目查書可以完成）。
期末 presentation 要修課的同學找『最 xxxx 的固態雷射』，
可以是 pulse peak energy 最高的雷射，或者 tuning range 最高
的雷射，必須作 paper search 來確認自己找到的是最高的。報告的
時間限制為十分鐘，重點在於報告結論，太多的細節反而不是重點。
presentation 的給分很甜，大致上沒錯的可以拿到滿分，提問擊倒
其他同學的報告的話還能獲得額外 bonus 喔
給分的話，教授會顧慮到碩士班 70 分才及格的情況下，對考試成績
進行調分，我在期中考不及格，期末考全班最高分的情況下調到 87 分，
以大學部而言算是相當不錯的修課成績。
ρ 考題型式、作業方式
讓大家表決要開書考還是閉書考，當然，最後的結果都是採 open book，
我想沒有太多人想要死記幾十條難背的式子（一個symbol g 就有四五
種意思 = =）。
老師批改算相當寬鬆了，只要不是不知所云隨便抄講義上的式子硬套入題目，
多少會給點分數，但是直接交白卷可連一分都拿不到。
ω 其它(是否注重出席率？如果為外系選修，需先有什麼基礎較好嗎？老師個性？
加簽習慣？嚴禁遲到等…)
想修這門課的話最好有點光電電磁學的基礎，比方說知道什麼是
Gaussian Beam ，什麼是 Fabry-perot resonator ，至少寫得出
電磁波的 complex amplitude 才行。
這門固態雷射算是相當專門的課（雖然偏工程面而非理論面），以往
很少大學部學生會選修，不過我認為修過光電導論的程度再加上一點熱情
就能安心挑戰，努力一點也能拿到不錯的分數。
Ψ 總結
在固態飛秒雷射的領域孫啟光教授也算是識途老馬，這門固態
雷射大概是台大裡唯一一堂有機會學習到 mode-locking 以及
Nd:YAG laser 入門的課。
以授課精彩程度來看的話，孫教授如果開必修課的話一定是
大爆滿的那一型。對雷射有興趣的人來修這門課一定大有斬獲^^
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