第五十四期 2010年6月刊
 
 
 
發行人:黃升龍所長  編輯委員:蔡睿哲教授  主編:林筱文  發行日期:2010.06.07
 
 

本所6月份演講公告:

日期

講者簡介 講題 地點 時間

光電論壇

6/4 (Fri)

Marek Osinski

University of New Mexico

Biomedical applications of colloidal nanocrystals

博理館

101演講廳

14:30~16:30
6/18 (Fri)

洪瑞華教授

成功大學光電系

高能隙氮化銦鎵太陽電池技術開發

博理館

101演講廳

14:30~16:30
 
 
5月份「光電論壇」演講花絮
時間: 99年5月7日(星期五)下午2點30分
講者: 杜繼舜教授(輔仁大學應用科學與工程研究所)
講題: Multiferroics and Solid Oxide Fuel Cell
 

杜繼舜教授於5月7日(星期五)蒞臨本所訪問,並於博理館101演講廳發表演說,講題為「Multiferroics and Solid Oxide Fuel Cell」,本所教師及學生皆熱烈參與演講活動,獲益良多。

本場演講主持人馮哲川教授(左)與杜繼舜教授(右)合影。

 

~ 光電所所學會第二屆光電所羽球賽  花絮報導 ~

時間:99年5月30日;地點:臺大綜合體育館1F多功能球場)

花絮整理:所學會會長魏祥鈞

很高興這次的第二屆光電所羽球賽圓滿落幕了,感謝同學們踴躍的參與。此次共有單打15組及雙打14組報名,獎項豐富;單雙打各有冠軍一名、亞軍一名、季軍兩名。本次球賽於5月30日上午10:30在臺大新體育館一樓綜合球場開打,場場激烈。單打組最後由李妍儀奪得冠軍,陳韋仲獲得亞軍,黃英原及吳仰鎧並列季軍。雙打組最後由王譽達與李妍儀奪得冠軍,曾維宣與王博昇獲得亞軍,賴冠中、吳仰鎧及游政衛、胡瑋婷兩組並列季軍。今年的總冠軍賽一樣很有看頭,當比賽進入白熱化的時候,一旁觀賽的我們也越看越熱血。

比賽中可發現台大光電所人才濟濟,五育並濟,研究之餘也不忘以運動來鍛鍊自己。只可惜此次活動沒有教授的參與,或許之後可以特別舉辦教授組,讓老師們可以與我們同樂。活動有許多沒有思考周延的地方,也要謝謝參與同學的配合。

在此要感謝這次主辦的工作人員,所辦的力琪、瑋婷、姿妤、筱文,還有王曉淯及洪傑睿同學,你們的辛苦付出讓整個活動能夠順利進行。另外也謝謝實驗室的育銘及佳寧提供我許多寶貴的建議,還有現場活動中辛苦擔任計分員的參賽者,謝謝你們的幫忙。最後也要特別謝謝所長的支持與鼓勵,讓我們有足夠的經費舉辦這場比賽。

單打組賽程表 雙打組賽程表

早上的報到 單打組比賽實況

雙打組比賽實況 激烈的單人組總冠軍賽

頒獎 – 單打季軍:黃英原(左)

頒獎 – 單打季軍:吳仰鎧(左)

頒獎 – 單打亞軍:陳韋仲(左)

頒獎 – 單打冠軍:李妍儀(左)

頒獎 – 雙打季軍:游政衛(左)、胡瑋婷(右) 頒獎 – 雙打季軍:賴冠中(中)、吳仰鎧(右)

頒獎 – 雙打亞軍:曾維宣(左)、王博昇(中) 頒獎 – 雙打冠軍:李妍儀(左)、王譽達(中)

第二屆光電所羽球賽閉幕合照

 

 

 
 

~ 歐盟 EMMP (Erasmus Mundus MSc in Photonics) 三國五校參訪紀要  系列報導 ~

(時間:99年3月1日至3月5日;參訪地點:比利時、瑞典、英國)

【之五】

撰文:光電所吳志毅教授

在EMMP夥伴學校參訪行程的第五天,我們抵達了聖安德魯斯大學(University of St. Andrews),世界上最古老的大學之一。以下是這所大學的簡介。

1、概要:聖安德魯斯大學(University of St. Andrews)

聖安德魯斯大學(University of St. Andrews)是蘇格蘭的第一所大學以及英語世界第三古老的大學,於1413年成立,六個世紀以來它已建立了聲譽,是歐洲最重要與特殊的教學及研究特別中心之一。

大學提供一個令人鼓舞的學術風氣,使教職員彼此間,及與其他英國或海外的大學、研究機構有密切的聯繫。所有學校成員包含自然科學與人文科學都積極參與拓展知識的新領域。

實際上大學與城鎮也有著緊密的結合:現代專用的圖書館與許多學院位於中央,新興物理及數學科學學院位於聖安德魯斯邊界的北霍夫。一個現代化的運動中心與相鄰的球場及學生宿舍也設在此區。

儘管做為一個"城市",聖安德魯斯是相對地小,基本人口約近一萬七千名,大學人數(教職員及學生)近九千名,在街上遇到的人中,平均每三人就有一人與大學有關。

2、天文物理學院

在三月四日上午,我們離開斯德哥爾摩飛往愛丁堡。我們中午抵達愛丁堡機場,從機場經長途開車到大學,下午一點半拜訪聖安德魯斯大學的天文物理學院。Professor Thomas Krauss作為東道主,非常親切地等我們共進午餐。

黃所長致贈紀念公仔予Prof. Thomas Krauss

天文物理學院有三個主要的研究小組:天體物理學、凝態物理及光電,我們這次的參訪主要聚焦在光電研究小組。在光電研究小組之下有六項研究領域:(1)雷射物理(2)生物光電(3)奈米技術(4)半導體光電(5)量子光學與資訊(6)毫米波物理學。

他們是英國和世界各地領先的平面光子晶體研究小組的領導者之一,活躍了十多年並取得了一些開創性的論證,如首次展示二維光子能隙的半導體波導,在歐洲示範超稜鏡效應和最低損耗光子晶體波導及第一個示範光子晶體波導的脈衝壓縮。目前關心的重點是色散特性的光子晶體波導之色散補償、慢光及波長控制。慢光是一個特別令人興奮的研究領域,因為它使我們能夠建立有效的光開關、低功耗光學裝置和光緩衝器/記憶體。

我們本次參訪的目標之一是瞭解EMMP計畫的教學活動,因此我們花了不少時間在拜訪他們的教務長Dr. Bruce Sinclair。Dr. Bruce Sinclair負責EMMP及當地光電碩士班,他向我們展示了教學實驗室,很明顯地他們花費了許多努力及注意力在教學上。在他們的教學實驗室裡,為了不同的主題有超過二十種不同的實驗裝置。根據Dr. Bruce Sinclair所說,每位學生平均花費五至十個小時在每一個實驗上。另外,學生也花費一兩個小時與不同的教授討論教學實驗室裡的實驗結果。

Dr. Bruce Sinclair為我們簡介教學實驗室

 

我們與EMMP計畫的學生交談以瞭解此計劃的狀況。這些學生來自印度與巴西,以下是與學生的部份交談。

 

Q:多少EMMP計畫的學生自此計畫畢業後繼續追求博士學位?

A:約百分之九十EMMP計畫的學生繼續攻讀博士學位,大部分都留在同樣的研究團隊。

 

Q:每周花費多少時間在教學實驗室?

A:約十五小時,大約是下午三點到四點在實驗室裡。

 

Q:花費多少時間在課堂作業?

A:取決於修了多少課,平均每門課程五至六小時。

 

Q:如何選擇指導老師?

A:學校給了我們研究主題清單,而我們藉此選擇與研究主題相關的教師。

 

Q:EMMP計畫與當地光電碩士班不同嗎?

A:大致上相同,EMMP計畫的最大特色在於必須在兩個不同的國家及大學修習。

 

與學生結束談話後,於聖安德魯斯大學參訪結束前我們拜訪了理學院院長,院長對於本所的成就印象非常深刻,並承諾將推動EMMP合作的進行。

黃所長與Dean Alyson Tobin(右)及Prof. Thomas Krauss(左)合影留念

 

【之六】

 撰文:光電所林清富教授

此次和所長及數位教授訪問歐洲伊拉斯莫斯(Erasmus Mundus MSc in Photonics, EMMP)英瑞比三國五校,並進行小型學術研討會之行程自三月一日起至三月五日止,連同往返接駁航程自二月二十七日起至三月七日止共計為九天。其實到達比利時根特大學附近的旅館時是星期天下午,從星期一到星期五當中,每天要拜訪一個學校,行程相當緊湊,拖著行李,跑了三個國家,下塌於四個旅館,頗感勞累,可能是我年紀已近半百。英國的赫洛瓦大學(Heriot-Watt University)安排在星期五參訪,也是最後一站。從瑞典的冰天雪地當中,飛到英國蘇格蘭,覺得蘇格蘭還頗暖和,但其實英國蘇格蘭仍然比台灣冷上許多,氣溫還是接近攝氏零度,路上還看到一些積雪,但和瑞典堆積如山的雪脈相比,我們已覺得適應許多。

到達蘇格蘭時是星期四中午左右,我們先去參訪聖安德魯斯大學,物理系的系主任Thomas Krauss教授其實傍晚還得趕去義大利開會,但還是特別招待我們在他的主任辦公室用餐,並同時討論雙邊合作事宜;之後他帶我們去見聖安德魯斯大學科學事務院長(Dean of the Faculty of Science) Alyson K Tobin教授。剛開始時,Alyson K Tobin教授有點懷疑和台大合作的必要性,但在彼此更多訪談和交流以後,Alyson K Tobin教授的態度有了一百八十度的轉變,也讓我們深深體會到親自拜訪和單靠電子郵件及文件來往相比,實在是有莫大的差異。黃所長代表台大光電所贈送給聖安德魯斯大學一幅由澹廬書會理事長所寫的書法,一方面呈現我們的誠意,另一方面也展現台灣及台大深厚之人文藝術氣息。接著黃所長播放台大的十分鐘影片介紹,影片中令人驚豔的台大特色及表現,配上感性的旁白,讓Alyson K Tobin教授動容,表情從僵硬轉為溫和和讚賞,看完之後,立刻說道:「對於雙方的合作,我看不出有任何問題。」Thomas Krauss教授也欣然附和。在看影片當中,光電所的同仁自己都被影片感動,接著看到聖安德魯斯大學科學事務院長Alyson K Tobin教授從懷疑到讚賞的轉變,更是感到不虛此行,雖然數天來舟車勞頓,但美好的交流氣氛,讓我們內心感到溫馨不已。

隔天的星期五,我們再驅車前往赫洛瓦大學,由Ajoy Kumar Kar教授接待我們。Ajoy Kumar Kar教授安排的參訪行程相當豐富,我們除與赫洛瓦大學工程與物理科學院(School of Engineering and Physical Science)之院長Duncan P Hand教授(Head of Physics)與Douglas A Greenhalgh教授(Head of School)會晤之外,還很榮幸地與該校副校長(Deputy Principle) Alan Miller教授會面,並見到了Brian S Wherrett教授(Chair of Theoretical Physics)與Keith Brown教授(Chair of EPS Graduate Strategy)等人。赫洛瓦大學位於蘇格蘭的愛丁堡,剛開始是愛丁堡的藝術學院,成立於1821年,歷史相當悠久,年份是英國第八久的學校,在1966年正式成為目前的大學制度,學校名稱是紀念喬治‧赫洛(George Heriot)和詹姆士‧瓦特(James Watt)。學校對婦女權利相當重視,於1869年起就開始招收女生,比其他學校早了約二十年。

赫洛瓦大學總共有四個校區,在蘇格蘭校區有七千名學生。我們拜訪的是最主要的校區,在愛丁堡城市的西郊。此大學有約一萬八千名學生,包括全時、半工半讀及遠距教學。其中有約一萬五百名學生參與國際的學程計畫,共有六十個參與的夥伴學校。全校有約四分之一的學生是來自英國以外的地區,而大約有一萬名學生來自全球一百五十個國家,參與赫洛瓦大學的國際計畫。我們拜訪的是工程和物理科學院的研究所,研究生中有240名是進行研究的碩士或博士生,另有300名的碩士和PG學位類學生。有百分之五十的學生來自歐盟之外,也有百分之五十的學生並沒有在校園內,是透過遠距教學上課。該學院參與了兩項Erasmus Mundus計畫,其中一項就是光電類的EMMP,另一項是Erasmus Mundus Computer Vision and Robotics (VIBOT)。赫洛瓦大學的工程和物理科學院共有五個系,及一個聯合學習組,包括有物理、化學、電機電子與計算機工程、化學工程、機械工程等,全部教師有100名,與光電領域較相關的在物理系,有23名教師。

在赫洛瓦大學工程和物理科學學院的參訪行程從上午9:00開始到下午5:00結束,上午時間和學校的工程與物理科學院(School of Engineering and Physical Science)之院長Duncan P Hand教授(Head of Physics)與Douglas A Greenhalgh教授(Head of School)等人一起,互相介紹對方學校及相關學程,之後還和副校長(Deputy Principle) Alan Miller教授會面,並和Brian S Wherrett教授(Chair of Theoretical Physics)與Keith Brown教授(Chair of EPS Graduate Strategy)等人有多方討論。同樣地,黃所長也將台大的十分鐘影片播放給他們看,同樣令他們對台大感到印象深刻。午餐之後參觀實驗室以及互相交流和演講,台大光電所由林清富教授主講有機與無機混合太陽電池之發展現況與挑戰。大家也分別與電機和物理系的幾位教授會面,參觀他們所主持的實驗室,聆聽其研究計畫與最新研究進展。在參觀實驗室當中,令人印象非常深刻的是他們對實驗課程的重視,他們設計了一個實驗課,有專門的實驗空間給學生進行實驗,面積約40坪,每年由院長撥與一萬英鎊的經費以維護實驗的相關器材;此實驗課要求學生進行90小時的實驗,每週要花9小時,共十週;通常有20名學生修這門課,學生需要寫下實驗的細節,也可以在上課中或上課後隨時在牆面的位置寫下建議和意見,供學校改進之用。

黃所長與工程與物理科學院(School of Engineering and Physical Science)之院長Duncan P Hand教授交換禮物

Ajoy Kumar Kar教授介紹赫洛瓦大學工程和物理科學學院(School of Engineering and Physical Science)

Ajoy Kumar Kar教授介紹其實驗室和實驗課程

參訪人員與赫洛瓦大學的師生輕鬆交談,左邊與黃所長談話的是副校長(Deputy Principle) Alan Miller教授

整天的參訪結束之後,Ajoy Kumar Kar教授特別招待大家在一家相當好的印度餐廳晚宴,在晚餐當中,有更多的交流討論,為五天緊湊的參訪劃下美麗的句點。而我們同仁之間也難得地在融洽的氣氛中,互相談了許多過去沒有機會交流的感想和心得,對增進彼此的瞭解和感情,幫助極大,希望未來所內同仁也能有機會在類似的氣氛下多多互動。

 

第十三屆國際聲子會議 ~

【13th International Conference on Phonon Scattering in Condensed Matter

(時間:99年4月18-23日;地點:臺灣大學博理館)

花絮整理:焦家洵

本所孫啟光教授於本年四月底,自4月18日至4月23日辦理第十三屆國際聲子會議,總計共有來自21個國家,超過300名的專家學者註冊前來參加會議,同時現場開放本校光電所、電機系、物理系等系所的師生進場聽講。我們深信藉由舉辦這次國際會議,除了讓各國學者有機會分享彼此的最新研究成果外,也是讓國際了解我國研究水準,促成國際合作的重要平台。

國際聲子會議(International Conference on Phonon Scattering in Condensed Matter)不但是一具有優良傳統及長遠歷史之國際研討會,更是聲子科學中首屈一指的旗艦會議。此研討會至今有將近四十年的歷史,源起於1972年在法國聖瑪西馬舉辦的第一次會議,之後每三年舉辦一次,先後於法國、德國、美國、日本、英國、及俄羅斯等國舉行。除此悠久淵源以外,本會議更是聲子研究領域中最重要的學術交流平台,全球各地的傑出學者莫不視此會為指標性之研討會議,歷屆所探討的主題更是涵蓋了聲子科學的各項層面,舉凡實驗、理論及數值模擬等均有廣泛而深入的討論,由此可見本會議之權威性及代表性。

本次會議由孫啟光教授擔任大會主席,從4月18日開始,為期六天,至4月23日結束。大會在孫啟光教授主持下正式開幕,會議共計有1場Tutorial Talk、5場Plenary Talk、14場Invited Talk,並且從超過250篇的投稿中選出91篇contributed oral presentation及157篇poster presentation。本次大會除印製論文摘要集外,同時也與中華民國物理學會合作,接受與會人士投稿發行中華民國物理學刊(Chinese Journal of Physics)特刊,目前收到且在審理中的投稿論文已有近百篇。本次會議舉辦當週適逢冰島火山噴發,歐洲航班大亂,部份歐洲與會學者由於航班問題無法親自參加會議。但在孫教授的指導下,工作人員仍然在會議前一天迅速安裝並測試視訊及音源連結,克服場地設備上的問題,開放歐洲學者登記以網路視訊連結發表演講;此次視訊連結結果相當成功,受到各國學者的一致好評,有效的將危機化為轉機,並向國外學者展現主辦單位的應變能力,順利達成該會議史上第一次以視訊方式進行的研討會。

為期六天的會議除了在學術方面有各國學者受邀發表專題演講外,也希望能增加臺灣大學的國際能見度,提升臺大學術國際化的程度。會議中孫教授亦向各國學者介紹臺大之歷史傳承,臺大在國內的學術地位,及目前進行中的國際合作研究項目。部分與會學者也在大會安排下,參觀台大校區,台大醫院,以及本所之光學實驗室。會議期間也和法國學者具體進行學術合作,進行共同研究,促進兩國之學術合作交流。大會同時假國立台灣博物館進行接待晚會,場中除了讓甫來台的國外學者稍作休息,交流感情外,同時也向與會學者介紹台灣的原住民歷史及文化傳承。此外,大會也安排與會來賓參觀故宮博物院,並向與會學者介紹中正紀念堂、圓山飯店、台北101等北市知名地標,希望能向各國來賓介紹中華文物之傳承,並讓與會者體驗台北市多元的面貌。

此次辦理國際聲子會議,不但是此項指標性會議首度於台灣舉辦,即使在全亞洲區也僅是第二次辦理此高階研討會。這次的國際聲子會議圓滿結束,無論是會議前的準備籌畫及會議本身的呈現品質,皆向全球展現我國本世代之科技進展與科技實力。由於聲子現象涵蓋了從基礎科學到應用科技的種種層面,本次會議的順利結束,必能鼓勵國內學者與世界科技潮流接軌,並整合國內聲子研究計畫。同時本次活動工作人員亦得到寶貴的經驗,相信能在更多未來主辦的國際會議中,有更完美的表現。

與會之各國學者合影

 

 
 

Enhancements of direct band radiative recombination from Ge

Professor Chee-Wee Liu's group

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 劉致為教授

Due to the high carrier mobility, strong photon absorption, and possible integration with Si, the indirect band gap Ge is used for both scientific interest and optoelectronic applications. The methods to enhance the direct bandgap transition include the high pumping level, the elevated temperature, the high concentration of n type doping, and the biaxial tensile strain. Significant enhancement of direct transition fraction in both photoluminescence (PL) and electroluminescence (EL) is demonstrated. The physical recombination models are developed for both direct and indirect transitions.


Fig. 1 and Fig. 2 show the PL infrared emission from the n+p Ge structure. The electrons in Γ valley and L valley recombine with holes in the valence band and emit infrared at the 795meV peak (direct bandgap transition) and the 695meV peak (indirect bandgap transition), respectively. By increasing pumping power and temperature, the electron fraction in Γ valley increases and the electron Fermi level moves upwards. The indirect and direct bandgap transitions are also observed in EL, measured (Fig. 3). The spectra of indirect and direct bandgap emission can be fitted by using the electron-hole-plasma (EHP) recombination model and the direct bandgap recombination model, respectively. To have a reasonable fit, the band tail of absorption edge in the direct bandgap recombination model is taken into consideration. The intensity fraction of direct bandgap transition increases with increasing excitation level and reaches 39% and 22% at EL excitation of 600mA and PL excitation of 360mW, respectively. The intensity fractions of direct bandgap transition are enhanced by 4 times and 1.1 times for EL excitation from 100mA to 600mA and PL excitation from 120mW to 360mW, respectively. By applying biaxial tensile strain, the tensile strain shrinks the direct bandgap more than the indirect bandgap. The direct bandgap transition becomes more and more significant (1.8X) by increasing the biaxial tensile strain up to 0.37% (Fig. 4).


The high PL/EL pumping level, n-type doping concentration, and high temperature can enhance the direct bandgap transition. The strain can be an extra factor to enhance the direct transition of Ge up to ~ 1.8 times with 0.37% strain. The progressive improvement of the radiative recombination makes it possible to have Ge-based light emitting devices for practical applications.

Fig. 1 The PL spectra of the Ge (100) n+p diode at room temperature. Fig. 2 Temperature dependent PL at the temperature of 310 ~ 415K.

Fig. 3 The EL spectra of the Ge (100) n+p diode at current (a) lower than 400mA, and (b) higher than 400mA.

Fig. 4 PL spectra of n-type bulk Ge (100) under biaxial tensile strain.

 

Efficient and compact design of up-converted 435nm blue lasers

Professor Lung-Han Peng's group

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 彭隆瀚教授

We reported a design of up-conversion 435nm blue lasers by simultaneously fulfilling the nonlinear processes of 1st-order quasi-phase-matching optical parametric oscillation (QPM-OPO) with 2nd-order second harmonic generation (QPM-SHG) in a periodically poled lithium tantalate (PPLT) at a single-period of 7.9μm and 75% domain duty cycle (Fig.1).  An optimum PPLT device of 15 mm length, albeit facet uncoated, exhibits a low threshold of 150mW and a differential slope efficiency of 22.6%, rendering a 56mW blue generation when pumped by a pulsed 532nm green laser with an average power rating of 400mW (Fig.2). We noted that the transmitted green power approached saturated values of 108 and 200 mW at PPLT crystal lengths of 20 and 10 mm, respectively.  This phenomenon resembles the optical power limiting effect earlier reported on the doubly- and singly-resonant oscillators (DRO/SRO). In a steady state operation, it signifies a pinning process of the oscillator gain at a threshold value and suggests that excess energy from the pump beam would be transferred to the phase-matched nonlinear optical process.

Fig.1: Calculated spectral and temperature tuning curves for the QPM-OPO and -SHG processes in a PPLT device of 7.9 μm period.

Fig.2: (a) Measurement of the up-conversion blue efficiency of a 15 mm-long PPLT Sample B of 7.9 μm period. (Red dashed line represents linear fitting to the blue laser power.) Inset: crystal length dependence of the differential slope efficiency for the blue lasers measured at 400mW green pump. (b) Calculated output power of the up-conversion blue lasers at an optical loss Γ of 99% and crystal length of 10, 15, and 20mm. Inset: calculated crystal length dependence of the differential slope efficiency for the blue lasers at a green pump power of 400mW.

 

Glass-Clad Crystal Fibers Based Ultrahigh Resolution Optical Coherence Tomography

Professor Sheng-Lung Huang's group

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 黃升龍教授

Optical coherence tomography (OCT) has evolved as a powerful diagnostic modality for non-invasive medical applications. With the great success of OCT in recent years, high resolution and high image fidelity are getting more importance. The axial resolution is inversely proportional to the light bandwidth. So far, several approaches have been proposed to achieve high axial resolution, such as multiplexed superluminescent diode, femtosecond laser, continuum generation from photonic crystal fiber, and xenon illuminator. In general, these solutions either have high cost or exhibit bumpy spectrum. In contrast, spontaneous emission light can generate broadband and near-Gaussian spectrum, but the power level is often very weak. Using waveguide to collect the amplified spontaneous emission (ASE) can improve brightness of the source for OCT system. A double-clad crystal fiber (DCF) growth technique has been developed to guide and amplify the spontaneous emission. Using active medium as the single-crystalline core, the DCF can maintain the high cross section of the crystal environment, and effectively collect the ASE.

By means of the laser-heated pedestal growth (LHPG) method, single crystalline fibers of various active media and diameters were first obtained from 500-μm-diameter source rods with a few diameter-reduction steps to become 30 ~ 100 μm in diameters. They were then gone through a codrawing LHPG process to form DCFs. During the codrawing process, the DCF cores were further reduced to 5 to 20 μm depending on applications. At visible wavelength range, a Ce3+:YAG DCF generating 560-nm center wavelength with a 3-dB bandwidth of 98 nm was fabricated. At near IR wavelength ranges, the active media were Ti3+:sapphire and Cr4+:YAG for a center wavelength of 770 nm and 1380 nm, respectively. For Ce3+:YAG DCF, the broadband emission and short central wavelength of this light source enable the realization of 1.5-μm axial resolution in air or 1.1 μm in bio tissues. The relatively smooth spectrum reduced the side lobe of its point spread function, and therefore, facilitated the generation of a high quality image with less crosstalk between adjacent image pixels.

As a demonstration, an Aplocheilus Lineatus Gold fish was adopted to map out the stroma of its cornea in vivo as shown in Fig. 1. The layers inside the cornea were clearly identified. As time went on, the cornea became thinner and more atrophic because of water dissipation in the dry atmosphere. This OCT system may be useful for the detection of early stage cornea disorders, such as Fuch’s and keratoconus dystrophies. Active broadband DCFs are promising for high resolution and high image fidelity OCT systems. Micron resolution can be achieved with low image pixel cross talk. These CW light sources can enable low-cost OCT systems with cellular resolution for various in-vivo bio-medical applications that fulfill the safety requirement of 20 mJ/cm2 set by US Food and Drug Administration.

Fig. 1. Goldfish cornea images of (a) full range and (b) its partial magnification at t=0.5 h. (b) is the magnified figure from the dot rectangular region of (a), where the length of scale bar in (a) is 100 μm. The cross-sectional image at the same tomographic position of fish cornea at t=0, t=0.5 h, t=1 h, and t=1.5 h is (c), (d), (e), and (f), respectively. (g) is the 3D image of oblique viewpoint at t=0. (i) is the en-face image inside layers (2) and (3) of (g), whereas (h) is the cornea surface imaged by traditional microscope. All the scale bars are 20 μm except for (a).

Acknowledgment

The authors would like to thank the support from the National Taiwan University and Foresight Taiwan Project Office, National Science Council under grant number NSC 98 2627-E-002-001.

 

 
 

論文題目:亞波長透鏡陣列技術於光電半導體元件之應用

姓名:巫漢敏   指導教授:彭隆瀚教授


摘要

本研究在矽基板與氮化鎵基板上,結合自組小球技術與反應式離子蝕刻技術,製備具拋物面體形貌的週期0.35 mm的亞波長透鏡陣列(Subwavelength lens array)。在正面反射率之量測中,450 nm至700 nm的可見光波段中,矽基板透鏡陣列的反射率皆小於3%。我們並完成氧化鋅/透鏡陣列表面結構之製作,在可見光波段的反射率量測中,得到小於1%的正面反射率。而光電元件搭載亞波長透鏡陣列後,可得到大角度寬頻的抗反射能力,元件效能得到約40%的提升。

矽基板0.35 mm週期透鏡陣列之電子顯微鏡影像、及其正向反射率量測曲線與2D-RCWA模擬曲線

 

論文題目:N型摻雜有機發光二極體電子結構及界面化學之研究

姓名:陳美杏   指導教授:吳志毅教授

 

摘要

在本論文中,利用紫外光以及X光激發光譜(ultraviolet and x-ray photoelectron spectroscopy)來研究N 型摻雜物在有機發光元件中的影響並探討電子注入機制與介面的化學反應。

首先,在有機發光元件中,探討碳酸銫(Cs2CO3)在熱蒸鍍過程中的特性與電子注入層中所扮演的角色。實驗結果顯示,碳酸銫在熱蒸鍍的過程中是不會解離的。而且,導致有效電子注入機制之原因則與碳酸銫所引起的n型摻雜物之效應有強烈的相關連性,不僅可以降低電子注入能障,並且可增加載子的濃度。

第二,有系統性的比較與研究銫衍生物(碳酸銫(Cs2CO3)、氟化銫(CsF)、氮酸銫(CsNO3))摻在8-羫基喹晽鋁(Alq3)中之影響。由光激發光譜之實驗結果得知,在這三種n 型摻雜物中,碳酸銫所導致的n 型摻雜效應是最明顯的。並且,以氟化銫或者碳酸銫為電子注入層的元件,皆可搭配不同的陰極而有良好的元件特性,至於以氮酸銫為電子注入層的元件則與鋁陰極的搭配效果較佳。

最後,相對於8-羫基喹晽鋁(Alq3)而言,以擁有較佳電子遷移率的4,7-二苯基鄰菲咯啉(Bphen)當作電子傳輸層並搭銣化銫做為電子注入層來分析介面光譜與元件特性之比較。經由電流-電壓的特性曲線可得知,相對於氟化鋰而言,以銣化銫當作電子注入層的元件擁有較佳的結果。並且,由實驗光譜結果得知,元件效應的改進,其主要原因是因為強烈的n型摻雜物之效應以及在最高被占據的分子軌域旁所產生的能態。而由分子模擬結果可得知,所產生的能態是鋁原子與氮原子之間的化學反應所得的產物。

三種銫衍生物蒸鍍在Alq3薄膜上的紫外光光激發光譜

由紫外光光激發光譜所轉換成的能階變化圖

 

 
 
 

— 資料提供:影像顯示科技知識平台 (DTKP, Display Technology Knowledge Platform) —

— 整理:林晃巖教授、陳冠宇 —

紅外光轉換可見光有機"夜視"薄膜

據美國《Advanced Materials》雜誌報導,科學家借用平面電視的螢幕技術,已經開發出一種可以把紅外線轉換成可見光的薄膜。該技術可以讓手機、眼鏡甚至汽車擋風玻璃不用花費多大代價就能獲得夜視功能。

 

佛羅里達大學科學家Franky So(索教授)最近在《Advanced Materials》雜誌撰文,詳細介紹了自己發明並得到美國國防前瞻研究計畫局(DARPA)補助的新型夜視技術。根據索教授的介紹,“這種裝置可以把任何形式的紅外圖像轉換成肉眼可見的圖像,然而其重量不超過一副普通的眼鏡”。

 

在索教授看來,目前使用的大多數夜視設備裝配一大堆電子元件,需要幾千伏特的工作電壓,夜視鏡的鏡頭與螢幕之間必須保持真空狀態,整個裝置比較沉重。相比之下,索教授的發明則獨闢蹊徑,用輕盈的塑膠薄膜代替玻璃,去掉了真空裝置,直接使用有節能效果的有機發光二極體。

 

索教授的發明借助於平面電視技術。其原理是這樣的,當紅外光進入由如圖一的七層不同性質材料組成的薄膜時,被第一層材料偵測到,於是輕微的充電機制被激發,同時附加的電能(約3至5伏)將收到的信號放大後轉換成可見光。儘管這種新裝置與現今大多數夜視攝影機一樣會發出令人毛骨悚然的綠光,如圖二,但前者的獨特之處在於其重量不到100克。進一步加工後,重量可以降到10克,而厚度只有幾微米。這意味著,傳統的笨重夜視鏡將被輕便的貼膜取而代之,總重量甚至不超過半副紙牌。

 

圖一、有機夜視薄膜的結構

圖二、夜視鏡影像示意圖

 

不過,此產品要進入實用階段可能還需要18個月,屆時汽車擋風玻璃、夜視眼鏡和移動電話的相機都將具有夜視功能。“十年前,當人們在討論是否要為行動電話增添相機功能,就有人持懷疑態度,而如今,你幾乎找不到不附加相機的手機。將來,要尋找一部沒有夜視功能的手機也許像大海裏撈針。” 索教授表示。

 

索教授說,夜視手機可能僅僅是個開始。他的研究小組還計畫開發能夠測量溫度的行動電話。一旦有了這樣的手機,病人就可以即時監控自己的體溫是否正常。而當汽車裝上了具有夜視功能的擋風玻璃之後,司機就可以更容易看清過馬路的行人,即時採取避讓措施。

 

不少科學家對這項新發明感到興趣,美國羅徹斯特大學一位教授這樣表示:“該發明具有極大的潛力,會引起夜視領域的一場革命。普通人可以利用這項技術檢測房屋的散熱情況,以減少住宅的能源消耗;武裝人員也可以把它用於軍事目的。”

 

 

中文新聞來源:

http://122.11.55.148/gate/big5/www.hqew.com/info/?action-viewnews-itemid-165801

英文新聞來源

http://www.popsci.com/technology/article/2010-04/tapping-oled-tech-cheap-thin-film-gives-night-vision-cell-phones-eyeglasses

論文來源:

“Organic Infrared Upconversion Device”, Advanced Materials, 2010, Volume 22, Issue 20 (p 2260-2263), Do Young Kim, Dong Woo Song, Neetu Chopra, Pieter De Somer, Franky So.

   
 
 
 
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