本課程聚焦於**矽光子主動元件與共同封裝光學（Co-Packaged Optics, CPO）**之操作原理、數學模型、頻寬分析與系統整合技術。課程首先介紹 **Ge-on-Si 光偵測器（Photodetector）的光吸收、載子傳輸、響應度（Responsivity）、量子效率（Quantum Efficiency）及小訊號等效電路，分析接面電容、串聯電阻、寄生電容與電感對高速頻寬之影響，並探討 RC 延遲、載子傳輸時間及 inductive peaking 等設計議題。接著介紹微環形調制器（Micro-Ring Modulator, MRM）之耦合模態理論（Coupled Mode Theory, CMT），建立光場耦合、腔體能量、生命週期、暫態與穩態響應模型，推導場穿透率及能量耦合關係，建立高速光調制器之分析能力。最後延伸至共同封裝光學（CPO）**架構，探討 PIC、Driver、TIA、SerDes 與交換晶片之整合方式，以及 TSV-based 3D Interconnect、Silicon Interposer、RDL 與高速電氣通道之設計概念。課程結合理論推導、工程設計與系統整合，使學生具備高速矽光子元件分析、CPO 封裝設計及光電系統建模能力，奠定 AI 高速光互連與次世代光子積體電路（PIC）設計之基礎。