光學架設與儀器電控實作

一般實驗物理研究基本知識技術課程

• 光學元件
  
  講義、光學鏡片清潔程序影片
• 機械與水電氣管路
  
  講義(I)、講義(II)、液態氮填充程序影片、Regulator 安裝程序影片
• 真空技術
  
  講義、Vacuum Flange 安裝程序 影片
• 光電儀器
  
  
  講義、光譜儀校正程序影片、示波器操作範例影片
• 儀器電控
  
  講義
• 數據處理與繪圖
  
  講義(I)、講義(II)
• 計畫提案、執行計畫、與研究論文撰寫
  
  講義(I)、講義(II)、講義(III)
• 如何成功投稿國際學術期刊
  
  講義
• 英文研究論文寫作與學術口語報告
  
  講義

光學架設與儀器電控實作課程

• 課程內容分類與講義

A. 光學架設實作（optical setup）

   A1. 擦拭鏡片（clean optical components）。教學影片

   A2. 調整雷射光通過相同水平高度、間隔夠遠的一組光圈（direct a laser beam through two irises separated by at least 1 meter）。教學文件(bilingual document)、教學影片

   A3. 延遲光路架設（set up a delay line）。教學文件(bilingual document)、教學影片

  A4. 架設能量調節器（set up an energy tuner）。教學文件(bilingual document)、教學影片

A5. 空間濾波器（spatially filter a laser beam）。教學文件(bilingual document)、教學影片

A6. 光纖耦合（couple a laser beam into a fiber）。教學文件(bilingual document)、教學影片

A7. 雷射光擴束（up or down collimate a laser beam）。教學文件(bilingual document)、教學影片

A8. 量測雷射光波形（measure laser beam profile）。教學文件(bilingual document)、教學影片

A9. 偏軸拋物面鏡聚焦與焦點量測（focus a laser beam with an off-axis parabolic mirror and measure the focal spot）。教學文件(bilingual document)、教學影片

A10. 傳繼成像系統架設（set up a relayed-imaging system）。教學文件(bilingual document)、教學影片

A11. 架設Mach-Zehnder干涉儀（set up a Mach-Zehnder interferometer）。教學文件(bilingual document)、教學影片

B. 電子實作（electronic practice）（注意事項與實驗步驟）

B1. 三用電表操作（量測電壓、電流和電阻）。教學影片

B2. 焊接BNC接頭。教學影片

B3. 杜邦接頭焊接法 。教學影片

B4. 製作Photodiode電路。教學影片、教學文件、運算放大器手冊、photodiode手冊

C. 撰寫Labview程式與儀器電控實作（instrument control with Labview）

   C1. 使用 Labview 程式讀取 CCD 數據。教學文件、USB camera使用手冊、教學影片 -- C1-1、C1-2、C1-3、C1-4

  C2. 使用 Labview 程式控制鏡架促動器。教學文件、H-bridge參考文件、教學影片 -- C2-1、C2-2、C2-3、C2-4

  C3. 使用 Labview 程式進行回饋控制。教學文件、教學影片

參考資料

• 基本光電知識
  請閱讀：
  1. B. E. A. Saleh and M. C. Teich, "Fundamentals of Photonics" (John Wiley & Sons) Chapter 1-6, 9, 12-14, 19.
  2. K. J. Kuhn, "Laser Engineering" (Prentice-Hall, 1998), Chapter 1-4, 6, 8, 10, 11.
• 光學實驗技術
  
  請閱讀：
  1. Philip C. D. Hobbs, "Building Electro-Optical Systems Making It All Work" (John Wiley & Sons) Chapter 1-7, 9-10, 12, 14, 16, 18.
  2. R. W. Boyd, "Nonlinear Optics" (Academic Press, 1992), Chapter 1 (Sec. 1.1, 1.2), Appendix A, B, Chapter 2, 4, 6 (Sec. 6.2, 6.5), 9.
• 基本電子知識
  
  請閱讀：Paul Horowitz and Winfield Hill, "The Art of Electronics" (Cambridge University Press) Chapter 1, 4, 6, 8, 9, 12.
• 認識光學元件
  常用的光學元件有：金屬鍍膜鏡片、介電質鍍膜鏡片、雷射介質、稜鏡、光柵、corner cube、偏極化分光鏡、waveplate、Faraday rotator、光纖維、非線性晶體、透鏡、濾光片、聲光調變器、電光調變器、二極體光偵測器、光電倍增管、CCD攝影機、光圈、顯微物鏡、位移平台、旋轉平台、壓電驅動器。參與實驗之前必須先了解這些元件的工作原理、特性、操作和維護的方法。
• 計算機訓練
  
  計算機訓練以幫助學生建立計算機工作環境為目的。其內容包括實驗控制所需的程式設計，電子試算表，電子文件製作，影像處理，電腦排版，電腦繪圖，數據繪圖，數值方法，符號運算，網路資源運用等。
• 電子儀器訓練
  
  使用電子儀器的能力是實驗工作最基本的要求，近代的電子儀器不但種類繁多，功能複雜，在操控上也愈依賴電腦界面。學生應熟悉各種先進電子儀器的用法和特性，包括示波器、頻譜分析儀、波形合成器、類比／數位轉換、射頻放大器、光偵測器、電動位移／旋轉平臺、高壓電源等；以及儀器的應用技術，例如電腦儀器介面，阻抗匹配、雜訊控制、射頻電路等。
• 機械加工訓練
  
  金屬加工也是實驗必須的技術。我們鼓勵學生報名參加台大機械系或中央研究院原子與分子科學研究所在暑假開設的基本機械加工課程。學生應熟悉工廠安全規定，車床、銑床、鑽床的使用，螺絲與攻牙等基本知識。 請閱讀 L. S. Starrett Company, "The Starrett book for student machinists"。
• 英文寫作訓練
  
  好的科學家必須具備通行世界的表達能力。英文寫作的訓練，不但是為了加強英文表達能力，同時還可鍛鍊組織思維的能力。 請閱讀  A. Daiker, A. Kerek, and M. Morenberg, "The writer's options--Combining to composing"。