近年来，在材料学和生物学领域，对于微纳结构的成像，例如纳米小球，亚波长光栅，蛋白质分子等等，越来越受到极大关注。而对于微纳结构的成像，需要用到高数值孔径光学显微镜。由于微纳结构以及高数值孔径显微镜有着很大的矢量特性，所以传统的基于标量的成像理论已经不再适用。因此，对整个显微镜系统的矢量成像分析显得越来越迫切。
在本次课程中，我们首先介绍基于Debye-wolf 理论，对于偶极子（Dipole source）的理想高数值孔径的矢量点扩散函数的计算（vectorial PSF）。其次，我们会根据真实的显微镜系统来对Dipole Source 成像，分析矢量点扩散函数以及双螺旋（double helix）点扩散函数, 并分析不同光学系统的像差， 例如尼康（Nikon）,奥林巴斯（Olympus）,蔡司（Zeiss）等，以及实验中遇到的非准直等误差对结果的影响。再次我们会介绍严格麦克斯韦方程组解法，傅里叶模态法，用来对微纳结构做矢量模拟。最后，我们会结合透镜系统和微纳结构，讲解一些具体的显微镜系统应用及其成像质量分析，包括阿贝成像理论的实验，紫外显微镜对光栅的观察，晶圆级光学 （Wafer Level Optics) 对准装置的模拟，共聚焦扫描显微镜 (Scanning Confocal Microscopy) 成像原理的探究，傅里叶显微镜（Fourier Microscopy）对单分子的矢量成像，单光子结构光照明显微镜（Structured Illumination Microscopy）矢量照明分析，双光子（Two-photon）结构光照明显微镜的时域聚焦（temporal focusing）特性。

变焦光学系统自动设计课程，介绍了变焦光学系统的光学原理，分类以及各类变焦系统初始结构的计算方法，结合OCAD光学系统自动设计程序，根据设计要求，从初始方案到系统各组元光焦度计算，外形尺寸计算，直到系统初始结构设计，全部可以自动设计完成。可以对连续变焦系统的凸轮曲线进行自动优化处理。

本次课程内容以谐振腔分析为基础，综合运用多种软件实现对激光器增益、热效应以及动态特性的模拟和分析。并在上述内容的基础上介绍激光束的整形以及传输。

本课程从基本衍射原理开始，逐步阐明光的衍射本质以及衍射光学元件的工作原理。在基础衍射理论基础之上，进一步讨论衍射光学元件的设计方法。在传统衍射光学理论之上，再进一步讨论微纳光学领域中的矢量衍射理论，并以此为基础阐明多种微纳光学元件（如偏振元件）的设计理念。与理论设计相应的，课程中另一个重要方面是加工技术。如何根据需要选择合适的加工技术，是以质量为先还是需要考虑批量加工成本，这些问题也会在课程中讨论。此外，更重要的一点是，衍射和微纳元件的设计与加工技术往往是关联，甚至是有所制约的。因此，我们会在课程中指明元件加工工艺以及设计方法之间的关系，并且在讲授相关内容的同时辅以VirtualLab Fusion在此方面的设计及建模方法，从而做到真正的学以致用，加速在微纳光学领域的领悟及开拓。

干涉系统被广泛的应用于光学测量和光学检测等领域。对这类系统工作的原理的讨论必须要结合物理光学的知识，如光的电磁场表示、光的波动性、光场的叠加等。作为基于物理光学的光学模拟软件，用户在VirtualLab Fusion中可以精确地实现针对不同物理光学效应的快速仿真。本课程将选取几种典型的干涉系统在VirtualLab Fusion中完成建模和分析。通过对模拟参数的改变，我们将分析讨论干涉的产生原理和条件。

增强现实和混合现实(AR&MR)作为全新的头戴式显示概念，具有巨大的市场需求和潜力。其中一种典型的AR&MR设备是基于光栅波导结构。而正是因为光学光栅这种微纳元件的使用，我们不能简单地使用基于几何光学的光线追迹直接对系统进行建模和分析。

生物医学光子学已成为多学科交叉和高速发展的领域，也是生命科学和医学成像等重要学科前沿领域研究的重要组成部分。生物医学光子学作为一门新兴的交叉学科，近年来的发展已经渗透到生物物理、生物化学、分子生物学和细胞生物学等生命科学的前沿领域，成为与人类医疗健康息息相关的重要研究手段。

在现代光学研究与应用中，如何实现对光场的调制与操控已成为诸多热门研究问题的关键步骤。实际上，人们从很早以前就开始了对光的调控，比如影子以及诸多利用阴影原理的产物，这是最直观的对光强的调制；又比如使用透镜会聚太阳光，这是对光的波前 (即相位) 的调制。随着对光本质认识的逐步深入，人们操控光的方式也随之进展：既然知道光的本质是矢量电磁场，对此类场的完全操控即意味着对振幅、相位和偏振的调制，并且这些调制在现代光学中往往需在微观尺度下实现。空间光调制器在此类多应用中起到了不可或缺的作用。

课程涵盖光学薄膜的基本理论：光学薄膜之基础理论、光学导纳介绍 设计：中性、偏振、色彩分光滤光片原理与薄膜设计、高反射原理与薄膜设计、长波通、短波通原理与薄膜滤光片之设计、带止滤光片原理与薄膜设计、带通滤光片原理与薄膜设计 工艺：材料管理、光学薄膜生长的基本原理 、塑料薄膜制备技术、误差、容差与光学薄膜监控技术、光谱测试分析 、光学薄膜特性的测量等。

介绍LITESTAR 4D照明工程软件的基本概况（如技术特点、功能应用等），照明设计案例（室内外照明，道路隧道照明等设计案例等）。通过本次课程，帮助用户能够熟练的运用软件于工作中。

Techwiz LCD系列软件可以适用于各种液晶器件的仿真，通过本次课程了解各种显示模式（TN、IPS、MVA、PSVA等）的建模与仿真分析；液晶器件光学薄膜设计与优化；LCOS、LC透镜、LC光栅的建模与优化。

TRCX、TSolidX、TVolumeX软件在RC提取、3D建模、成盒优化等方面具有强大的功能，可用于LCD、OLED以以及触控面板等的设计和分析。通过本次课程，学员可了解到TRCX、TSolidX、TVolumeX软件完整的功能特性，以及学会软件的基本操作，如LCD结构的建模，电场的分析，以及液晶成盒的优化等。

当收到需求者的光学规格及非光学规格如环境测试要求时，既可以着手选用所需的基板，镀膜材料及膜数与厚度设计。设计开始可以从标准膜系着手，例如高反射镜不管波宽大小，开始我们一定是以四分之一波膜堆为设计基础，倘若是截止滤光片，则应以对称膜堆为设计基础。当初始设计无法满足要求时，我们需要考虑商业软件或自行设计电脑软件来参与合成或优化，设计好之后，即刻进行制造成功率分析，亦看膜层厚度的误差值的容许度，若是镀膜机的精密度做不到，则要修改设计，重新分析直达合格为止。

透明塑料基板质轻价廉，而且容易成型为非球面透镜，被广泛采用在光学系统中，如眼睛镜片、相机透镜、手机镜头、及显示器面板，如OLED，近眼显示应用。但塑性及软性基板的低密度致使其具有吸水性，从而使薄膜与基板的附着性不佳。再者这些塑料基板比较柔软、容易刮伤、需要镀上硬膜保护。因此塑料透镜的镀膜除了抗反射，还要兼具免受刮伤的保护。本课程会从这些方面重点阐述塑料基底的镀制工艺及其物理特性。