第114期 2015年12月刊
 
 
 
發行人:林恭如所長  編輯委員:吳肇欣教授  主編:林筱文  發行日期:2015.12.30
 
 

本所張宏鈞教授榮獲中華民國光電學會「104年度光電工程獎」,特此恭賀!

本所林恭如教授指導碩士生陳翔昱同學榮獲中華民國光電學會「104年度光學獎項—學生論文獎」,特此恭賀!

本所教授指導碩、博士生榮獲「OPTIC 2015 Student Paper Award」,特此恭賀!獲獎資訊如下:

學生姓名 獎 項 指導教授
蔡政庭

OPTIC 2015 Student Paper Award (博士生)

林恭如
李昀軒 OPTIC 2015 Student Paper Award (博士生) 陳奕君
林承彥 OPTIC 2015 Student Paper Award (博士生) 孫啟光
陳挺瑒 OPTIC 2015 Student Paper Award (碩士生) 黃建璋
藍文翊 OPTIC 2015 Student Paper Award (碩士生) 黃建璋
吳家葳 OPTIC 2015 Student Paper Award (碩士生) 林清富
林聖邦 OPTIC 2015 Student Paper Award (碩士生) 林清富

 

 

 

 
 
12月份「光電所專題演講」花絮(花絮整理:姚力琪)
時間: 104年12月4日(星期五)下午4點30分
講者: Prof. Ursula J. Gibson (Department of Physics, Norwegian University of Science and Technology)
講題: New materials for Solar Energy and Mid-infrared applications
  Prof. Ursula J. Gibson於12月4日(星期五)應本所王倫教授邀請蒞臨本所訪問,並於博理館101演講廳發表演說。Prof. Ursula J. Gibson本次演講題目為「New materials for Solar Energy and Mid-infrared applications」。本所教師及學生皆熱烈參與演講活動,演說內容豐富精彩,與現場同學互動佳,師生皆獲益良多。

 

Prof. Ursula J. Gibson(右)與本場演講主持人王倫教授(左)合影

 

時間: 104年12月18日(星期五)下午4點30分
講者: 許炳堅教授(國立交通大學榮譽講座教授)
講題: 數位時代,人與資訊競合的最佳角色以及策略
  許炳堅教授於12月18日(星期五)蒞臨本所訪問,並於博理館101演講廳發表演說。許教授本次演講題目為「數位時代,人與資訊競合的最佳角色以及策略」。本所教師及學生皆熱烈參與演講活動,演說內容豐富精彩,與現場同學互動佳,師生皆獲益良多。

 

許炳堅教授(右)與本場演講主持人吳志毅教授(左)合影

 

時間: 104年12月25日(星期五)下午4點30分
講者: 駱遠教授(國立臺灣大學醫療器材與醫學影像研究所)
講題: Spatial-spectral biomedical imaging
  駱遠教授於12月25日(星期五)蒞臨本所訪問,並於博理館101演講廳發表演說。駱教授本次演講題目為「Spatial-spectral biomedical imaging」。本所教師及學生皆熱烈參與演講活動,演說內容豐富精彩,與現場同學互動佳,師生皆獲益良多 。

 

駱遠教授(右)與本場演講主持人黃升龍教授(左)合影

 


~ 光電所所屬實驗場所小型緊急應變演練 ~

(時間:104年11月30日,上午11:10~11:20)

撰文:陳姿妤

演練地點:電機二館401、402室

演練內容:

本次演練主要目的為使人員在實驗室意外災害事故發生時各司其責,採取正確而有效方式控制災害,並落實實驗室人員具備緊急逃生之觀念與方式,以提高緊急狀況時的應變能力。

上午11:10於電機二館402實驗室,假設學生進行實驗時,發生火災意外,學生緊急通報所辦公室人員,並進行全館廣播人員疏散。本所人員接獲通報後,即刻聯繫館舍系辦人員協助廣播疏散支援,並緊急分組編派人員前往協助:於出口引導疏散人員儘速遠離館舍、協助火勢控制、進行滅火、設置人員禁止進入標示、設置救護站協助受傷同學、於集合區清點確認疏散人員名單。所辦人員同時持續緊急聯繫402實驗室負責教師(黃建璋教授)、401實驗室負責教師(彭隆瀚教授)、所長(林恭如教授)及本所環安衛委員(蔡睿哲教授)前往電機二館出口廣場前集合;由所長、副所長、環安衛委員掌握現場狀況並進行指揮調度,核實清點實驗室全部人員疏散完畢,順利完成此次疏散演練。

此次疏散演練加強了大家在意外發生時,能即時進行緊急通報及疏散的觀念。感謝教師、同仁及同學們的全力配合。
 

圖一、電機二館402實驗室通報所辦人員

圖二、所辦人員接獲通報,即刻通知電機系系辦人員及相關人員協助支援

圖三、電機系系辦人員進行館舍廣播

圖四、事發實驗室同學敲門告知附近實驗室人員

圖五、實驗室人員立即進行疏散

圖六、 引導人員疏散

圖七、協助火勢控制,進行滅火

圖八、設置人員禁止進入標示

圖九、設置救護站,協助擦傷同學救護

圖十、人員疏散至西大門集合區,並核實清點

 

 
 
 
     
 

~ 與南京大學(Nanjing University)博士生交流活動 2015  系列報導 ~

【2015 第八屆海峽兩岸光電科技博士生論壇】

(時間:104年11月15日至11月20日;地點:南京大學

【之一】

撰文:光電所博士班學生蘇佳瑩

2015年,海峽兩岸光電科技博士生論壇已經邁入第八個年頭,是臺灣大學光電所與南京大學物理學院間長期友好、共同努力的成果;形式上採兩校輪流主辦此以學生為主的交流活動,透過研究討論、文化交流,激盪出更多更廣的研究靈感與合作契機。而今年所上的10位與會博士班學生,其中5位是去年也有參加第七屆活動的學生,我相當榮幸能再次代表實驗室來參加此意義非凡的活動,承先啟後地將活動延續下去。本次會議中,南京大學推派物理學院的優秀學生外,更邀請省內鄰近學校包括南京工業大學、東南大學、南京航空航天大學及蘇州大學等校的學生參加,共計21位大陸學生參與此次交流活動。

圖一、論壇合影

初冬的11月中旬,所長、多位師長及博士生們一行人前往位於江蘇省的南京大學展開為期六天的交流活動。抵達南京的祿口機場已是週日午後,一進到入境大廳,映入眼簾的即是南大學生熱情接機的笑臉,多數是去年造訪臺灣的同學,問候聲與笑聲瞬間充滿整個大廳,看到一年不見的朋友們,大家熱絡交流的氣氛,存在著時間沖不淡的情誼,此時此刻彷彿時光回到一年前的台北,那般熟悉。

圖二、南京大學的學生們熱情接機

學術討論日程為兩個整天,會議議程緊湊,內容豐富精實,毫不遜於國際型會議。包含兩校師長們的學術研究演講,及六大主題的學生研究成果報告,分別為 “Solid State Lighting and Display”, “Nonlinear Optics”, “Two-dimensional Materials and Devices”, “Physics Optics and Laser Technology”, “Plasmonics and Metamaterials”, “Photoelectric Energy Conversion, Solar Cell and Battery”。

圖三、開幕式的師長致詞

師長們的學術研究演講共有六個。黃建璋老師分享Enhancement-mode GaN on Si HEMTs的研究結果,於gate electrode下插入一層pGaN,可製作是高崩潰電壓的元件;南京大學吳興龍老師則分別討論製備core/shell ZnO mesocrystal於terahertz頻段具有radiative emission、cubic In2O3 microparticles的製氧與facet-cutting特性,及β-FeSi2 nanocubes於室溫環境下即有很強的鐵磁性;林晃巖老師提出一個3D影像顯示的視域計算模型;南京大學王曉勇老師則是分享一系列鈣鈦礦新興材料的研究成果;吳肇欣老師探討透過調控base-collector電壓,Light-emitting transistor達到Giga-Hz spontaneous optical bandwidth;南京大學朱嘉老師展示以金屬奈米小球增加吸收與場強,進而可提升太陽能轉換效率超過90%。

圖四、師長們的學術研究演講剪影

學生研究成果報告則由每位學生於15分鐘內發表研究成果及答覆提問,除了席間學生提出問題,更有南京大學的于濤老師與朱嘉老師針對報告內容點評;學生間的報告活動中,從學術研究角度切入,一則可接觸不同領域的最新研究成果、增長知識,而於相近研究領域上,更是吸收許多珍貴的資訊,做為往後研究的利基。特別的是,雙方學生的報告形式有明顯的不同,大陸學生講話速度普遍較快、語調流暢、自信十足,我需要非常專注聆聽,才能跟得上講者的報告內容,而且講者給的資訊量也特別大;而臺灣學生則特別注意與聽眾間的互動,眼神會不時停留在聽眾上,透過聽眾的即時回應進而修正演講速度,讓整場報告不會有壓迫感而且十分舒服。

圖五、臺灣大學學生報告剪影

會議期間的午休空檔,南大學生們犧牲休息時間,領著我們一行人於偌大的校園中導覽。由於南京的緯度較高,此刻的初冬是最美的時節;整排黃澄澄的銀杏樹佇立在兩側,飄落的金黃葉片有如美麗的地毯;有些葉片顏色正值由綠轉褐的階段,整個校園色彩豐富、美不勝收。同時我們亦造訪校園中的古蹟建築,建於1919年的標誌性建築「北大樓」、小禮堂、圖書館,更於南園校門口合影留念。

圖六、南京大學校園景色

在會議接近尾聲時,雙方學生互贈禮品,並各別票選出兩地學生中「論文獎」及「人緣獎」各兩名。於大陸學生中,「論文獎」分別由孫曉晨同學與孫亮亮同學獲獎,恭喜曉晨同學今年再度蟬聯論文獎,報告時清楚的口條與穩健的台風讓我印象十分深刻,而亮亮同學於台上落落大方的態度及有條不紊的報告方式,更是我們學習的目標。「人緣獎」是最為熟悉的隊長盛沖同學與陳錦輝同學獲獎,盛沖同學亦是第二次參加活動,除了去年培養起的好情誼,今年更是扛起重責大任擔任最辛苦的隊長一職,錦輝同學將臺灣學生照顧得十分周全,領著我們校園導覽與往返會場,確保每晚我們都能順利返抵飯店。臺灣學生中,報告內容相當完整的程琮欽學長獲得「論文獎」,而「人緣獎」則是細心負責的隊長蕭立人同學,身負重任、實至名歸;而要於此再次感謝大陸學生的肯定與愛護,讓我同時得到「論文獎」及「人緣獎」兩個獎項,是多麼珍貴無比的殊榮;作為本次會議第一個上台報告的學生,是壓力也是感謝,壓力激發出自我潛能,更感謝指導教授於過程中的大力協助與訓練,才能獲得「論文獎」;而身為同行學生間唯一的女生,於活動當中相對醒目,個人猜想或許是榮幸獲得「人緣獎」的原因吧 !

圖七、雙方學生互贈禮品

圖八、南京大學學生頒獎剪影(左)論文獎─孫曉晨、孫亮亮(右)人緣獎─盛沖、陳錦輝

圖九、臺灣大學學生頒獎剪影─蘇佳瑩、蕭立人、程琮欽

最後,由衷感謝所上提供這個難能可貴的交流機會,讓雙方學生可以真正深入地學術交流、文化認識、友誼建立,雖然交流時間僅有六天,但所創造的美好回憶與日後的學術價值,相信是遠大於此的。建議學弟妹未來可以多多爭取此種機會,提升自我、增廣見聞、拓展人脈。

 

之二

撰文:光電所博士班學生蕭立人(代表團學生隊長)

睜開眼睛之後第一眼看到的景色,是反映在玻璃窗上的日出,以及隱約可以看到的機翼反影。低頭一看,手機上顯示的時間是6點半,往南京的航班差不多要開始登機了。

今年有幸能夠再一次參加與南京大學一起主辦的兩岸光電科技博士生論壇。這個論壇從創始以來每年舉辦一次,今年是第八屆,主辦地點則是每年在台北和南京輪流舉行。

在學術上,參加這個論壇是一個很不錯的機會,可以看到一些現在在對岸的研究方向及想法,以及你身邊可能每天擦身而過卻沒有太多交流的同儕們的研究成果。還有就是可以去體驗一下不同的文化衝擊。以往年的經驗來看,南京大學的重點偏於理論研究,而我們這裡相對比較偏向實務技術,不過這個傾向應該是反應著我們兩邊單位不同的研究性質,對方為物理學院,而我們這裡則是光電工程學研究所。

另一方面,這也同時是一個可以讓我們更加認識我們所裡教授的機會,可以看到教授們在實驗室外比較接近日常生活的一面。照片裡從左到右為所長林恭如教授、副所長黃建璋教授、楊志忠教授(同時也是這個博士生論壇的創辦人之一)、吳肇欣教授,以及林晃巖教授(也是我的指導教授)。

我今年是第二次參加這個論壇。去年由於是主辦方,我們學生也有參與論壇的準備及運作;今年我們為訪問的一方,所以在籌備上工作量與去年相比相對少一些。這次南京大學把我們照顧得堪稱無微不至,一一回應了我們不同方面的需求。

出訪當天,我們的班機是早上7點起飛,大家早上3點鐘就起床開始準備,盡量讓我們到機場的時候有充分的時間,以防出境流程中的突發狀況。抵達南京的時候,許多去年參加這個論壇的南大同學特地到機場來接我們,對於幾位去年也有參加這個論壇的我方同學來說,看到這些熟悉的面孔無疑是一份驚喜。

本次論壇為期兩天,參與論壇的博士生人數是31人,外加6場邀請演講,所以我們被分配到的時間很緊湊,每個人演講包括之後討論的時間加起來不能超過15分鐘,對我個人來說是個蠻大的挑戰。雖然我自己當下沒有查覺,不過事後詢問才發現我光是自己演講的內容就已經把這15分鐘用光了,也還好當天論壇整體上的時間管控得很好,沒有讓我個人的失誤衍生成為整個會議的困擾。

論壇第二天的午餐時間,我們有些人抽空出來到南京大學裡晃了一圈,參觀這個古老的校區。有兩位南大的同學自願當我們的導遊,介紹南大校園裡各個建築,還有一些景點的歷史由來。秋天正好是校區裡的花草樹木最美麗的時候,讓我們在參觀的時候看到非常鮮艷的秋景。

論壇議程結束隔天,我們開始了這次的文化參訪行程。大陸真的是個很大的地方,參訪每個地點都需要花點時間在巴士的移動上,不過當我們抵達目的地時,所見所聞都是值得我們等待的。在每個不同的景點,我們感受到中國古時候不同時期的莊嚴及優雅,還有每個地區歷史及文化的重量。尤其是其中一些我們以往只能從書本或故事裡去認識的地方,能夠身臨其境的感覺還是非常不同。

我們去了許多不同的地方、看了許多不同的景色、吃了許多不同的東西,不過其中最珍貴的(我想我們歷屆參加過的人應該都會同意我接下來想說的),是我們去那裏認識的朋友們,還有我們建立的情誼。每天晚上行程結束後,在旅館裡我們都還會繼續聊天、玩遊戲直到深夜。我們聊到我們的研究、工作、人生、未來、這裡發生的事、那裏發生的事…,從天到地都可以聊。我想是因為當下處境類似而產生的小小共鳴,我們都一樣正慢慢地步向人生的十字路口,漸漸地從單純的校園生活邁向現實的職場生涯。

在這次的旅程中,我感觸最深的,又或者是讓我再一次重新體會到的,是自己的渺小。不管是在論壇中體會各個不同領域的廣泛,與師長交流時學習歲月累積下來的經驗,以及在各個參訪地點感受歷史洪流的印記,都讓我體會到我們所處的世界是何其大、何其廣,以及我們對它的無知。不過儘管是渺小無知的我們,也是一樣一步步地走向明天。因為我們渺小,所以我們以謙卑的心面對我們周遭的一切;因為我們無知,所以我們渴慕學習吸收我們周遭的一切,所以我們勇於嘗試打破過去習以為常的不可能。這次的南京,是一個讓我們認識許多美好朋友的地方,也是讓我們認識我們自己的地方。

 

光電所參與歐盟 European Master of Science in Photonics (EMSP) 碩士雙學位計畫  系列報導 ~

【之二】

撰文:光電所碩士班學生許喬為

EMSP規定每學期需要30 ECTS學分,畢業總學分共需要120 ECTS學分,每個課程ECTS學分在4~10 ECTS學分間,每學期平均需要修習5~6門課程,而在最後一學期則只需要完成30 ECTS學分的碩士論文,不用修課可以專心做研究。

而臺大與EMSP合作推動的碩士雙學位計畫則將臺大兩年碩士班的所有課程計算為EMSP計畫裡第一年所需要的60 ECTS學分。因此我們只需要在上學期於聖安德魯斯修習30 ECTS學分,下學期則專心做30 ECTS學分的研究 。

課程架構隨著課程教授風格而不同,大部份分為期中考和期末考,普遍並無小考,有些會有作業。比較特別的地方在於我的有些課程期末考分數會佔80%以上,在歐洲尤其在德國算是很常見的一個方式,一次考試範圍為整本原文書定生死,因此在期末前圖書館通常也是排隊排得水洩不通。

值得一提的是上課風氣普遍準時、積極,平常跟不上的外國同學們也都會開讀書會與同儕們討論,但也不乏蹺課、作業遲交的同學。

在這學期遇到的老師有義大利籍、希臘籍、蘇格蘭籍,在這裡上課困擾我最大的是不同國籍的腔調。學生則來自各大洲,歐洲為最大宗,大家一同討論、上課、競爭。

在聖安德魯斯上課時,印象最深刻的是一周三堂共10小時(10 ECTS學分)的必修實驗課程,是所有課程內學分最高的課程,佔單學期所需學分的1/3,可見學校對於動手做實驗的注重程度。

這門課程學生需要完成數個可自行選擇的實驗才可以通過,每個實驗依難度有0.5~2點不等,共需完成8點,有60幾個實驗供學生選擇!最後評分則是以每個實驗的分數與點數加權平均而得。內容舉凡有氣體雷射架設、非線性光學、CD、雷射速度測量儀、顯示器、光通訊實驗以及聖安德魯斯著名的光鑷子實驗(Optical Tweezer)以及利用無塵室光子晶體波導顯像慢光現象(Slow light),除了硬體,也有Labview、Mathematica的軟體實作。

一個實驗分成基本題以及挑戰題,實驗簿的評比十分特殊,評分標準分為是否完成實驗所有步驟、實驗簿步驟的詳盡與否、實驗的邏輯性、有無考量計算實驗的最小精確度(resolution),以及有無發現有趣的現象,這象徵著加分題的所在!我就曾在實驗失敗無完成的情況下,舉出實驗失敗的各種原因,並架設新的實驗嘗試驗證我的想法,而最後還是拿到很不錯的分數,可見他們對研究精神的強調!【精彩內容,下期待續~】

 

撰文:光電所碩士班學生程筠婷

以臺大光電所學生身分參加與EMSP合作推動的碩士雙學位計畫,第一學期是以修課為主,第二學期則全心投入研究與完成論文。在St Andrews的修課有一般的光電專業科目、研究技巧(Research Skills)、實驗課(Advanced Photonics Laboratory) ,以及彈性的演講課。一門專業科目通常會再細分為幾個主題,由熟悉各主題的老師教授,例如生醫光電(Biophotonics)分為細胞生物學、螢光、原子力,與將這些特性應用的相關顯微技術等等。

其中我認為較特別也很有幫助的課程是「研究技巧」與「實驗課」。「研究技巧」循序漸進教導我們「怎麼做研究」,先介紹常用的研究資源與文章比較並短評;接著是練習蒐集資料並探討一個主題或文章,再口頭報告,而在報告的同時,每位同學必須在報告完馬上給予報告者回饋與評分,不只練習表達、聆聽,也需要思考如何即時回饋;期末的報告則為下學期的研究做準備,蒐集相關文獻、訂定報告大綱後,整理成約3000字的報告與研究計畫。「實驗課 」則規劃每個人在一學期內必須獨立完成4個實驗,另外還有2個軟體課、1個無塵室小組實作、一天參觀系上各實驗室,每完成一個實驗或課程都必須與助教或教授進行簡易的口頭問答與實驗記錄本評分,主要用意在於了解我們的學習狀況,給予最直接也最快的討論與教導。

在不斷學習新知的過程中,不同時期有不同的困難。剛到蘇格蘭時,光是適應當地英文母語的速度,加上特殊的蘇格蘭腔(與我們從小學的美國腔和英國女王道地的英國腔都有所不同),以及來自各國教授自己的英文腔調,就足以花上全部的力氣,每天回家都很好睡!我的適應方式是把自己放在完全的英文環境,身處英語系國家已有了一半的環境,另一半我則是每天走路上學、讀書、甚至睡覺時都在聽英文歌曲或是廣播電台,也試著模仿所聽到的,雖仍無法像母語,但自己明顯感覺到進步,大部分時候都能聽懂別人在講什麼了!

慢慢有點適應後,作業跟報告也接踵而來,發現自己英文寫作、閱讀、表達都需要加強,才有辦法在緊湊的學習中勉強跟上進度,於是我們找到學校提供的英文個人家教,每週安排半小時與老師討論如何進步。這個學習經驗也很特別,我們必須在一週前告知自己想學習的內容與相關材料,必須以明確一點的方式讓老師知道怎麼幫我們!也讓我省思,當我們在尋求協助時,若能自己先思考並瞭解自己的需求與狀況,再丟出求救訊息,不僅能讓協助者提供更精確的幫助,也能大幅增進學習的效率與吸收!在課堂上與實驗課,則是一有問題立即找助教、教授或同學討論。不過對我而言,有時要瞭解自己有什麼問題,該怎麼問別人、尋求幫助,就需要幾個小時甚至幾天的時間了!

因此,我認為學習跟進步的第一步,會是自我狀況的瞭解,當我們知道問題點時,就像有了目標,可以利用各種方法朝著那個方向前進。當自我狀況不明瞭時,與同學師長討論也總會有幫助。

第二學期在根特做研究時並沒有任何必修課,時間較為彈性,因此在開學前我搜尋可以參與或進修的課程,發現學校有一門開給國際學生的「低地國(荷比盧)文化與歷史課」,處於一個陌生的國家,透過當地居民與政府是最快也最真實的認識管道,因此我決定參與!除了單純的講課,這門課也有許多“出走”的活動,像是城市巡禮、博物館參觀 ,以及與當地Hotelschool合作介紹當地特產—鬆餅與巧克力的製作體驗(圖2)。這堂課讓我更融入自己當下的環境與文化,在研究之餘加添了一點趣味!【精彩內容,下期待續~】

圖1、實驗記錄簿。自己決定要記錄的資料與筆記,教授或助教在看完後下評語、建議並討論。

圖2、根特大學與當地Hotelschool合作的製作比利時鬆餅體驗課程實況。

 

撰文:光電所碩士班學生陳帛鈞

沿著古色古香的聖安街道和一棟棟數百年歷史的建築物(Fig. 1),我們在第一週到學校參加了全校研究生的入學說明會。學校的各處室主任以及校長,就坐在五百年歷史的會議廳前頭,其他的學生坐在擺靠在四周牆邊的木頭製古董椅上,前方的教授們輪流上前發 言、自我介紹,告訴我們這些新學生當遇到不同問題時應該要到哪些處室尋求幫忙等。和臺灣不同的是,這些在各領域具權威的教授們,是和學生們一起坐下來,用一種半談話性質的演講或像是正式一點的座談會的方式來介紹。在歐洲,老師跟學生的關係互動是和臺灣或是東亞文化差異蠻大的。受到儒家思想的影響,我們對於老師傳道授業這件事情,有著格外的感激以及敬意。子曰:「自行束脩以上,吾未嘗無誨焉。」,這句話顯示出學生求學需要準備乾肉給老師,以表示其求道的真誠意願,而孔子也對於這樣有決心的學生能無私地教誨。從小到大,在學校裡面,除了上課前要立正敬禮向老師問好之外,在課堂上一般也都是以老師上對下向學生傳輸知識為主。在臺灣,老師和學生的距離就好像講台比教室地板高了幾十公分一樣,通常很難是那麼靠近的。新生說明會平等的座位安排以及老師談話的方式,是我第一個注意到臺灣與歐洲在授課這方面不同且有心得的地方。

Fig. 1 中世紀的聖安街景與建築

在平常上課方面,我們臺大光電所前往EMSP修業的學生,不同於其他計畫或是同計畫的光電領域學生,可以有比較彈性的修課選擇,我們由於學分數已經固定,可以修習的課程也幾乎固定,開學前一週會有一個時段是跟EMSP聖安的負責聯絡教授Andrea Di Falco會面(Fig. 2-a),到他的辦公室裡面和他來個開學前小meeting,討論來到學校以來的生活適應、住宿等等之類的話題,還有介紹一下他幫我們上的其中一門「Research Skill」,給我們這堂課的課綱還有說明,但最重要的是幫你選課。

Fig. 2  (a) 與Andrea教授合影 (b) 筠婷與系館門口一隅

和臺灣大部份學校做法不同,我們是自己在線上選課,在SA則是到教授辦公室內,他跟你大概介紹每門課的大概內容,接著再幫你選課,還會幫你排課,前後花費大概十分鐘的時間,當然在開學第一週左右都還有換課的彈性空間。我這學期的選課內容為Research Skill、Biophotonics、Nanophotonics、Nonlinear Optics、Advanced Photonics Lab,接著就展開每天早上走路或騎車到系館(Fig. 2-b)上課的生活了。這六門課中,Biophotonics是由好幾位老師合開,而且包括蘇格蘭其他地方的大學,也會一起遠距教學加入,像是在Glasgow的University of Strathclyde,與格拉斯哥大學(University of Glasgow),這些學校都隸屬於SUPA (The Scottish Physics Alliance)這個聯盟。在這個遠距教學系統裡面,除了可以觀看每天上課的錄影帶補足缺席或沒聽清楚的地方,還可以觀看自己選修之外的課程,是一個很不錯的學習平台和聯盟,可以遠距選修不同學校開的課,也方便在不同地區的學生。教室的硬體設備都比臺大的新,老師上課也可以直接跟不同地區的學生對話,即時的連線互動十分有趣。我們三個人修的課都一樣,也修了一堂視訊的課,是由根特大學開的Nonlinear Optics。因為修課人數只有我們三個人,因此沒有用到比較先進的設施,在一間小教室用一個電腦螢幕上課(Fig. 3),有問題可以隨時舉手,老師看到之後會點你,我們就可以拿麥克風提出問題。但是用小螢幕上課加上視訊連線有時候老師寫黑板攝影機會拍不到,缺乏臨場感,個人覺得吸收和理解上還是會有落差,尤其非線性光學本身也是一門不好懂的學問。這一堂根特大學開的課,保有根特大學課程的特點之一,也就是口試。在期末紙本考試之外,也要輪流與比利時兩位教授進行口試,是我人生中期末考的第一次口試。

Fig. 3 根特大學開的非線性光學上課情況

Nanophotonics這堂課則是有兩位教授合開,分別教Photonic Crystal與表面電漿子的相關內容,並且有一個製作與量測Photonic Crystal的無塵室實驗。結束之後,我們還跟Will教授做了半小時左右的簡報,以及QA口試。這門課我覺得是很棒的,搭配實驗可以實際把上課的內容做出來,還有量測方面,本來抽象難懂的內容都變得比較可觸,很具體地呈現在眼前,相當有成就感。

Fig. 4 (a) 筠婷、喬為與印度籍助教Capil合照 (b) 與Will教授報告結束後合影

再來就要說到Advanced Photonics Lab這門課,是和臺大的課程出入最多,同時也最有趣的一門課。在其他的課堂上,都是大家坐在教室裡面聽老師上課、看投影片,和在臺灣相去不遠,可能差別比較大的是歐洲學生與老師的互動相當頻繁,尤其是遇到有問題的時候,就會踴躍發言,不會像我們臺灣人會在意別人想什麼;通常在似懂非懂的情形下,同學們多問問題,會有助於我或是其他可能不太清楚的同學理解;而老師在回答學生問題時,很盡力地想要把一個觀念講解清楚,如果學生還是不懂就會繼續問下去,或者問更深入的問題,常常在課堂上跟老師直接討論起來,有點像是把在臺大跟老師meeting時的互動搬到課堂上來。特別的是Lab這堂課,上課的方式和臺灣真的很不同。每個禮拜有三天下午三小時的實驗課,可以說是份量很夠的一門課。為什麼呢?因為每個實驗都是一個人的獨立實驗!一個學期要集滿8點,而每個實驗的點數都是1到2,每個人可以選自己有興趣的實驗,用實驗編號的圖釘卡位,釘在自己的姓名格上頭,代表這個實驗目前是由你進行中(Fig. 5-a, b)。而一大間的實驗教室裡頭,被分成大大小小三、四十個不同的小隔間區塊,裡頭就擺放著不同實驗會使用的儀器等等,都是拆解後的部分,像是光學桌的架設,就是需要自己動手去摸索。

Fig. 5 (a) 名字表與實驗編號圖釘 (b) 不同編號實驗表與圖釘及其排定的行程

一開始前幾堂課,常常都是三個小時過了還是摸不著頭緒,因為這堂課完全都是個別獨立作業,不像是臺灣的實驗課,可能在老師先解說步驟之後,學生們就按照步驟執行。在這裏,選定上圖的實驗之後,便可以從佈告欄下方的抽屜櫃中取出實驗所會使用的說明紙,從一張兩頁到好幾頁釘在一起都有,很多都是實驗的一些reference paper等等,然後就可以回到實驗桌上,開始閱讀實驗內容介紹以及目的,還有一些步驟說明,通常實驗都有part one和part two,先由簡單的基本架構開始,讓你了解實驗的大致概念,接著在part two再做進一步的變化。在實驗小隔間裡面從架構開始把系統兜起來,很像小時候在玩樂高積木一樣,但是又充滿著未知和疑問,同時也要思考原理、理論值等等。在無法自己解決的時候,可以詢問在教室裡面巡視的助教們,大約會有三到四個人可以問。助教會用引導的方式來導引我們這個實驗的內容,也會先確定我們對於這個實驗背後的物理意義的瞭解程度,或是不同儀器的使用方式。他們不會直接跟我們說 明怎麼操作實驗或是怎麼做比較好,只會給建議,因為這是「我們的實驗」,沒有固定的步驟和做的方式,一切取決於自己想要探討這個實驗深入的程度。有些學生會做很詳細的數據分析,像是我有用Mathematica(也是其中一個上機實驗,教我們使用這個軟體還有一些相關的作業考試等)寫一個curve fitting的小程式來fitting一些平常很難找到的fitting方程式,像是非線性光學SHG會有一些power和非線性晶體角度cos θ4的關係,這些資料、實驗理論等都要整理印好貼在實驗記錄本裡面,把自己做實驗的整個思路和實驗過程詳實地記錄下來,並且在最後寫下實驗的結果與討論等。每次實驗完成之後,就可以跟marker(評分教授)預約時間一對一口試,教授會先針對實驗記錄本來提出問題,最後評分內容包括口試的狀況、對於實驗的理解程度,以及實驗探討的深度和實驗記錄本的記錄內容等。在期中時,也必須繳交一個正式的實驗報告,從我們做過的實驗當中選出一個,寫成兩頁的IEEE paper格式,介紹這個實驗的內容還有最後結果分析與結論等等。這門實驗課是我在SA上到最寶貴的一堂課,內容包羅萬象,除了光學桌實驗,還包括一次跟Nanophotonics課程相關的Fab實驗,還有Mathematica程式實驗和Labview系統架設與程式,選擇性高,也很具挑戰性,能在實際的嘗試中理解課本上的理論並實際應用,又有助教和最後老師對於我們的觀念導正,是非常棒的經驗。

Fig. 6 (a) CD optics 實驗架構 (b) 光纖實驗架構

另外,除了課程內容之外,在很多地方我也獲得了不少成長,例如做研究實驗的方法、上台做英文簡報的能力等等。

在臺灣做實驗,雖然自己的碩班論文實驗會有學長細心的帶領,教導實驗室中相關儀器或實驗的操作SOP,提醒哪些該做與不該做等等,但是卻缺乏全面性且系統性的教學。當然實驗室學長的指導或是機台使用前的課程訓練也是很詳細,但通常是針對單一實驗的操作而已,如果碩班學生要在自己的研究中開始新的實驗,那這時相對於歐洲這些學生的大學實驗課基本的課程訓練,就會有蠻大的差別。在這樣的實驗課中其實我們常常覺得自己做的速度比別人慢許多,我想這與有無大學時的實驗課訓練也有關聯。另外就是臺灣的實驗課評分標準不同,所佔學分的配重也是較少的,通常是學生比較不會去重視的學分,或是比較好混的課。實驗課的評分標準是根據考試以及實驗記錄簿的預報及結報,很多都是千篇一律、人云亦云,因為除了抄襲的狀況之外,其實實驗本身的操作以及預期的結果都是相同的,相對於SA的實驗課,少了很多自己探索的部分,並且加上一個口令一個動作的東方教育,老實說在臺大大學時的實驗課,很多時候我都「不知道自己在做什麼,也能做完實驗」,但是SA這邊則是「不知道自己在做什麼,就會做不下去,或什麼都沒做出來」。我常常在實驗課時覺得很焦慮,因為自己停在那邊不知道怎麼繼續 ,一旦卡住,最基本的實驗架構就組不起來了,但是身旁的同學們卻是一個實驗換了一個實驗地持續進行,以致於相較之下就很擔心自己在期末無法達成要求的實驗個數導致這門課不通過。

另外在英文簡報的部分,剛好在SA學期開始之前的暑假,我到了蘇格蘭Glasgow參加Optical MEMS的研討會,之後就直接留在歐洲。其實自己那時候英文是還可以,也不是第一次做口頭報告,因此有點小自信。在SA,Research Skill其中有一個部分就是上台做簡報,並且針對每個EMSP學生的簡報技巧優缺點給予評分,包括同學的意見等 。當時我報告一篇有關Optical lift的paper,也花蠻多時間在做投影片,但是沒有特別寫講稿,也沒有特別練習過,認為經過上次會議的經驗,想強迫自己直接上台去報告,看看自己的英文到底好不好,結果講得非常不流暢,雖然要表達的內容都有提到,但是如果可以預先練習,應該會更流暢地善用辛苦製作的投影片做出好的簡報。後來還有一次Nanophotonics課程要做一個期末報告,上台分享被指定的主題,那一次我的報告就有明顯的進步,關於該主題我看了不少paper也放了很多資料進去,在練習過幾次之後,知道每一張投影片可以講的內容,在這次的報告就拿到蠻不錯的分數。下學期在比利時 ,經過多次關於研究內容的口頭報告以及我暑假實習的實習總報告等練習,我的英文簡報能力進步到不用事先練習就能很流暢地報告,最後那次實習簡報也是我在歐洲一年最滿意的一次,公司裡的工程師也對我的六週實習成果感到很滿意。

在歐洲學習的一年,在課程方面,除了看到不同形式的教學,在內容上的吸收也很飽足,重要的是自己各方面的眼界都有所成長,雖然越看世界越覺得自己渺小,但也會覺得努力有所回報而有些許成就感 。【精彩內容,下期待續~】

 

 

 

 
     
 
 

A Circular-Ring Miniaturized-Element Metasurface With Many Good Features for Frequency Selective Shielding Applications

Professor Yih-Peng Chiou's laboratory

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 邱奕鵬教授

A novel circular-ring miniaturized-element (CRME) metasurface is proposed for frequency selective electromagnetic shielding applications in this paper. The proposed structure exhibits good performance in many aspects. The CRME size can be easily reduced to 0.088rx0.088r, where r is the wavelength at resonance. Such small size can be useful in applications with limited space. The newly proposed metasurface not only shows the stability to incidence angles and polarizations, but also demonstrate negligible polarization crossing. The metasurface also presents low coupling between elements, which leads to the insensitivity of periodicity fluctuation in fabrication process. Moreover, the frequency responses can be varied through the modification of the element pattern of the metasurface. It provides flexible frequency responses to use in frequency selective shielding applications. Also, this element is suitable for constructing a metasurface aligned in either square or even hexagonal lattice, which owns the best adaptability to a doubly curved surface or a spherical one. Without revising the CRME, both the squareand hexagonal-lattice metasurfaces constructed can perform competently at the same time. Finally, the metasurface prototype is fabricated and tested in a fully anechoic chamber to verify the design. The measured results well agree with the simulated ones. This work is published in IEEE Transaction on Electromagnetic Compatibility, June 2015.

Left: The fabricated prototype of the eight-turn CRME metasurface with the line width of 0.15 mm and Λ = 6.7 mm. Right: Eight-turn CRME metasurface at normal incidence. Simulated and measured results are very consistent.

 

Improvement of color stability in white organic light-emitting diode by phosphor dopant

Professor Jiun-Haw Lee

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 李君浩教授

With the incorporation of thin (4 nm) and lightly doped (1%) phosphor, tris(phenylpyridine)iridium (Ir(ppy)3), inside the emitting layer close to the electron transporting layer interface of an organic light-emitting diode (OLED), electron injection characteristic was improved. Together with the recombination zone shift under different voltage driving, a white OLED with stable electroluminescence (color coordinate shift (0.012, 0.002) from 100 to 10000 cd/m2) was demonstrated.

Fig. 1. Electroluminescence spectra of OLED (a) without and (b) with interface phosphor dopant.

 

     
 
 
論文題目:高鎵摻雜氧化鋅透明導電體生長及其應用研究

姓名:姚毓峰   指導教授:楊志忠教授

 

摘要

我們利用分子束磊晶成長出氧化鎵鋅奈米針,此奈米針在場發射測試中得到文獻紀錄上最低的起始和臨界電場及最高的場增益因子。接著,我們在表面具有銀奈米顆粒的發光二極體上成長氧化鎵鋅透明導電層,此結構可以結合表面電漿子耦合、電流擴散,光萃取和減少接觸電阻的機制來增強發光效率。 此外,我們製作結構包含p-型氮化鎵層、氧化鎘鋅/氧化鋅量子井、高溫成長的氧化鋅層、氧化鎵鋅層的發光二極體。在交流電操作下,可以使元件在順逆偏下由於發光在空間位置和波長上的互補,利用視覺暫留而形成白光。

圖一、氧化鎵鋅奈米針及銀奈米顆粒殘留在發光二極體上的示意圖。

圖二、不須螢光粉的發光二極體在交流電壓驅動下呈現白色光源。

 

論文題目:探討金奈米圓盤於氮化鎵奈米柱陣列上之特高頻音波偵測

姓名:楊思齊   指導教授:孫啟光教授


摘要

在這篇論文中,我們證明了金奈米圓盤(Gold Nanodisk)於氮化鎵奈米柱陣列(GaN Nanorod Array)上的結構可用來偵測10吉赫(GHz)以上的音波。在此結構中,侷限性表面電漿子(Localized Surface Plasmons)可大幅提高偵測靈敏度,並且消除每個奈米圓盤之間的電漿耦合。因此每個金奈米圓盤可以視為獨立的偵測結構。此外,我們也發現金奈米圓盤所偵測的訊號與陣列的週期,以及奈米柱的長度都有關係。當週期小於音波的波長時,所偵測的訊號會受到奈米柱間的震動膜態耦合所影響。這個效應可以藉由改變奈米柱長度,使得奈米柱的震動頻率遠離我們的操作頻率來消除。而當週期小於音波的波長時,表面音波會在奈米柱間產生共振,進而影響音波的穿透率。此研究不僅探討特高頻音波(Hypersonic Waves)在奈米柱與材料基板間的傳遞,此外也闡明了在未來特高頻音波陣列的設計上所需注意的事項,對未來的高解析特高頻音波成像系統可望做出許多貢獻。

圖一、利用奈米柱上的金圓盤來偵測音波

圖二、激發於奈米柱中的表面電漿極化子

 

 
 
 

— 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、林暐杰 —

非線性光學的機會

拓撲絕緣體(Topological Insulator)是迷人的材料,其大部分是絕緣性的,但其表面可以導電並具有良好定義的自旋紋理。現在,這種材料可能會變成製造新的非線性光學器件之有用材料,這是一個探討其特性的研究結論,揭露其可以表現出寬帶與超快非線性效應稱為空間自相位調制(SSPM)。Bingxin Shi和他在中國湖南大學和深圳大學的同事們,從碲化鉍(Bi2Te3)的奈米薄片分散在酒精中所製成的拓撲絕緣體觀察研究SSPM(Appl. Phys. Lett. 107, 151101; 2015)。他們的報告指出,由於一個夠大的、超快、寬帶之三階光學非線性參數的存在,樣品顯示出從紫外(400奈米)到近紅外(1070奈米)的寬帶SSPM。

這些科學家利用溶劑熱法(solvothermal method)合成超薄的Bi2Te3奈米薄片,此製程係將氯化鉍(BiCl3)和硒化鈉(Na2TeO3)溶解於乙二醇,然後加熱至200℃。其結果是產生均勻橫向特徵尺寸(400-600奈米)的六角基底之薄板,可以透過場發射掃描電子顯微鏡(FESEM)加以測定,如圖1所示。這些奈米薄片分散在酒精溶液中,然後將其倒入石英杯中用於光學特性的量測。
 

圖1、(a) 高放大倍率場發射掃描電子顯微鏡的Bi2Te3奈米薄片的圖像。(b) 單個經典六邊形奈米薄片的TEM圖像,所附插圖是對應高倍率晶格條紋。(c) 單個奈米薄片的高度輪廓,所附插圖是原子力顯微鏡AFM圖像。(d) 相對應的三維原子力顯微鏡AFM圖像 。

飛秒(fs)雷射具有800奈米中心波長、100飛秒脈衝寬度和1kHz重複率,被聚焦在樣品上,而透射光則由放置在樣品後面5厘米的CCD(電荷耦合器件)照相機所收集。藉由圖2的實驗裝置,作者觀察由於SSPM所產生的繞射光環。
 

圖2、實驗裝置示意圖。

他們的報告指出,繞射光環的形成顯示出複雜的時間行為;光環迅速出現,然後該光環的上半部開始瓦解,最終結構在約半秒之後變得穩定。環在上部的變形被認為是由於熱效應和重力。產生微小的氣泡向上移動是由於吸收雷射能量的結果,造成的Bi2Te3奈米薄片以非均勻密度分佈在溶劑中,因此也扭曲繞射光環的強度分佈。如圖3所示,SSPM繞射光環在400到1070奈米的雷射波長照射下也被觀察到。研究指出,單個Bi2Te3奈米薄片的非線性折射率n2等於10-15m2W-1,對應〜10-9 ESU三階非線性極化。
 

圖3、不同波長的SSPM繞射圖形 (a) 400奈米、6毫瓦的超快雷射。(b) 800奈米、8毫瓦的超快雷射。(c) (d) 1070奈米、320毫瓦的超快雷射。其瓦解時間少於1秒。

 

參考資料:

1. Noriaki Horiuchi , Nature Photonics 9, 784 (2015)

doi:10.1038/nphoton.2015.235 Published online 27 November 2015

2. Shi, Bingxin, et al. "Broadband ultrafast spatial self-phase modulation for topological insulator Bi2Te3 dispersions." Applied Physics Letters 107, 151101 (2015).

   
 
 
 
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