第129期 2017年5月刊
 
 
 
发行人:林恭如所长  编辑委员:吴肇欣教授  主编:林筱文  发行日期:2017.05.30
 
 

本所黄升龙教授、黄建璋教授、吴肇欣教授荣获2017年度「国立台湾大学电机信息学院学术贡献奖」,特此恭贺!

本所吴肇欣教授荣膺2017年度「国立台湾大学电机信息学院何宜慈杰出年轻学者」,特此恭贺!

本所6月份演讲公告:

日期

讲者简介 讲题 地点 时间

光电所专题演讲

6/9 (Fri) 陈建任董事长
联亚光电股份有限公司
待订

博理馆
101演讲厅

16:30~18:00
6/16 (Fri) 王俊凯博士
台湾大学凝态科学研究中心研究员

从飞秒到奈米,从基础到应用:我的光学路(From Femto to Nano and From Fundamental to Applications: My Optical Path)

博理馆
101演讲厅

16:30~18:00

 

 

 

 
 
4月份「光电所专题演讲」花絮(花絮整理:姚力琪)
时间: 2017年4月28日(星期五)下午4时30分
讲者: 果尚志主任(国家同步辐射研究中心)
讲题: Fiat Lux: Advances in Cutting-Edge Light Sources
  果尚志主任于4月28日(星期五)莅临本所访问,并于博理馆101演讲厅发表演说。果主任本次演讲题目为「Fiat Lux: Advances in Cutting-Edge Light Sources」。本所教师及学生皆热烈参与演讲活动,演说内容丰富精彩,与现场同学互动佳,师生皆获益良多。

 

 果尚志主任(右)与本所所长林恭如教授(左)合影

 

5月份「光电所专题演讲」花絮(花絮整理:姚力琪)
时间: 2017年5月5日(星期五)下午4时30分
讲者: 刘素龄人资处长(台湾美光台湾人力资源营运中心)
讲题: DRAM与我的未来
  刘素龄人资处长于5月5日(星期五)经由经济部投资业务处介绍莅临本所访问,并于博理馆101演讲厅发表演说。刘处长本次演讲题目为「DRAM与我的未来」。本所教师及学生皆热烈参与演讲活动,演说内容丰富精彩,与现场同学互动佳,师生皆获益良多。

 

 刘素龄人资处长(右)与本所彭隆瀚教授(左)合影

 

时间: 2017年5月19日(星期五)下午4时30分
讲者: 高健荣总经理(启碁科技)
讲题: 天线工程师到企业经理人的学习分享
  高健荣总经理于5月19日(星期五)莅临本所访问,并于博理馆101演讲厅发表演说。高总经理本次演讲题目为「天线工程师到企业经理人的学习分享」。本所教师及学生皆热烈参与演讲活动,演说内容丰富精彩,与现场同学互动佳,师生皆获益良多。

 

 高健荣总经理(左)与本所张宏钧教授(右)合影

 

 
 
     

~ 光电所参与欧盟 European Master of Science in Photonics (EMSP) 硕士双学位计划 系列报导 ~

【之五】

撰文:光电所硕士班学生陈廷豪

根据我在欧洲生活一年的感想,发现只要敢讲英文并且讲得很有自信,基本上不会有沟通上的困扰。由于欧洲也只有英国和爱尔兰是以英文为母语,其余国家都有各自的语言,因此在用英文沟通时,都是用简单的英文字汇且讲话的速度较慢,我反而在旅行时,遇到一些美国人,讲起英文批哩啪啦,超级快!字与字之间连在一起也没有抑扬顿挫,导致我反而听不懂美国人讲英文。另外欧洲人的英文都非常好,由于欧洲国与国之间的交流实在是太频繁了,开车一不小心就到其它国家了,在不会他国语言的情况下,都会用英文沟通,也因此欧洲大部分的人都会讲英语。同时我也与几位欧洲朋友聊到英文能力的问题,他们学英文的时间不会比台湾人早,但他们经常讲英文,所谓熟能生巧,英文是一项工具,当你经常使用时,就会很熟练!

我最常练习英文的场所是宿舍的厨房和青年旅馆。一开始在厨房聊天时,我有时听不懂其它国际生的英文,但他们又讲得如此有自信,害我怀疑自己听力有问题,后来才发现他们的发音不一定比自己标准,然而重点是他们讲得很自在很有自信,让人以为他们英文很好。因此我也试着有自信地去讲英文,收到不错的成效,渐渐也就比较敢开口!在外旅行,住青年旅馆是绝佳练英文的地方!由于你会有其它的室友,所以简单的问好,像是"Where are you from?"就可以开启一连串的对话。再进一步的话,还可以相约一起玩乐呢!像是在拉脱维亚旅行时,我们就把德国的室友约出去一起吃早餐,并且互加Facebook为好友!另外还记得有一次在酒吧喝酒时,被一对来自爱尔兰的情侣邀过去一起喝酒,几杯酒下肚后,讲起英文也就不太有拘束,不怕文法错或是发音不标准,讲了就对了,还因此被爱尔兰情侣夸奖英文很流利呢!

在啤酒王国比利时,平常的休闲活动当然就是到酒吧喝酒聊天啦!在酒吧翻开menu,酒的种类琳琅满目,每次挑酒都变成一件难事。比利时的酒有苦、有甜、有不同酒精浓度、有不同香料、分成瓶装或是木桶酒,所幸吧台的人都很专业,直接将你的需求跟他们讲,他们就能为你选出一瓶不错的啤酒!在酒吧可以选择坐在有桌子的位子上或是吧台,然而我倾向坐在吧台,因为可以趁机找吧台的人聊天,所以即使一个人去酒吧也不用感到孤单,另外很多关于酒的知识我都是在吧台问出来的,练英文之余还可以长知识,真是一举两得!

至于有大于两天的连假时,当然就要去别的国家!由于欧洲有很多航空公司,彼此之间竞争激烈,也因此机票非常便宜,早一点订机票,往往可以捡到便宜!更因为国与国之间很近,所以到多个国家旅游更变成一件轻而易举的事情。

图一、与爱尔兰情侣在酒吧喝酒

图二、与在青年旅馆认识的德国室友吃早餐

【精彩内容,下期待续~】

 

撰文:光电所硕士班学生吴镇国

很多人来欧洲前会担心自己的英语能力不够,会不会到国外不适应各种生活、研究、修课、社交等。这些担心都是多余的,欧洲的不同文化种族交流比台湾更频繁,遇到英语能力水平不一、不同口音的人是很正常的。有遇过拉丁语系国家的交换生,口说能力比较弱,有时只能一直用单字来表达聊天,但他还是可以一起开心玩、交到朋友,只要敢开口就不怕没人听你说。虽然对于英语能力的问题,我是很乐观地看待,但是其中还是偶有困难,特别是修课的时候。由于修课时要持续聆听老师讲课,有时稍有不慎,前面段落没听好,就会无法理解后面讲课内容的前因后果,特别是有些老师来自法语区,口音会比较重,加上课程是视讯课程,讯号不清楚,如果课前不预习会很难理解课程的内容。而日常生活上,比利时的荷语区语系也许跟英语比较接近,口音适应上比较没有那么大的问题。

图一、与三五好友在自宅聚餐

除了生活及学业,如何找到娱乐调剂身心、纾解压力也是我生活很重要的一部分。比利时的店家普遍七点就关门,不像台北晚上逛街生活正要从七点开始,一开始有些许的不习惯。平日晚上的娱乐就是到酒吧喝喝酒、看电影或者三五好友在各自的家里喝酒开party。比利时的地理位置非常好,位于欧陆的中心,到其它国家旅行很方便,我也常利用课余及周末出去旅行,尤其是利用廉价航空非常便宜的机票就可到邻近的国家走走,去认识不同国家的人,利用青年优惠看许多的博物馆、美术馆、古迹、教堂。旅行的路上和不同国家的旅人都是用英语交流,从西边到东边无一不是如此,也因此我感受到英语的威力,能把不同背景的人交织起来,也勉励学弟妹多学好英语,就会有机会体验到世界的广大与多元。

图二、免费参观的教堂是我闲暇没事常去参观的地方。除了美丽的建筑结构、圆顶及彩绘玻璃,还会有些历史文物。右上图为根特主教与清末或民国初年的中国的交流。

【精彩内容,下期待续~】

 

撰文:光电所硕士班学生陈世昌

在UGent的这一年,适应期最长的应该就是语言差异了吧!

根特位在比利时的荷语区,大部分的居民除了荷兰语之外,普遍也都能用英语流利地跟外国人沟通,由于我们一行人都没有事先学过荷兰文,因此在欧洲的日子主要都是用英语去跟外国人交流。在台湾的教育体制下,大多数学生的口说与听力能力都比较弱,在沟通上容易产生许多障碍,这使得我刚到比利时还人生地不熟之际倍感挫折,常常无法流畅地表达自己的意思。还记得刚到根特后没几天,我和镇国及廷豪一起去参加了一场Speed Dating,这是由UGent的一位牙医系学生Alex以私人非营利的方式举办的活动,所有的UGent国际学生及当地居民皆可报名参加。在活动的当天晚上,约莫来了100多个人,大家就坐在很长一排的长桌两侧,喝着啤酒边聊天去认识坐在你对面的陌生人,约莫5到10分钟之后,长桌一侧的所有人员就会往旁边顺移一个位子,继续开始认识下一个新朋友;过程中,我们3个总是用断断续续的英文搭配着一大堆的比手画脚,努力地去介绍自己与台湾的文化,在当下一对一的紧张气氛中,早已将羞耻心丢到一边,也不去计较自己讲出来的句子文法和用词是否正确,脑海中只剩下要如何尽力地将信息传达出去并维持对话的连续,自己事后想起来总觉得很糗,幸好那时的新朋友们都很有耐心地跟我们交流。之后的几个月内,我们便以这种方式去沟通并度过这段艰苦的适应期,而自己也渐渐地明白,其实语言这种东西就是这样,无论是从中文转换到英文环境去生活,或是在课堂上从熟悉的理工领域跨到陌生的商管领域,一开始常常会觉得不得其门而入,但是只要不顾羞耻心地硬着头皮不断尝试去讲去用,渐渐就会进步很多,也能较有效率地与他人沟通。

娱乐的部分,我除了长假时会去旅游之外,平常最常做的就是逛超市及喝啤酒。

在台湾时从来都不觉得逛超市是一件有趣的事情,但是在根特,这却成了我一大乐趣来源。常常在下课后拎着购物袋跑去逛附近的超市,慢慢地在蔬果区构思接下来几天的菜单,就像个小厨师一样任自己随意挥洒。另一方面,在选购商品时也会很好玩,因为有时一整排的食用油或调味料都是一些在台湾不太常看到的种类,这时看不懂荷兰文的我,总要自己观察研究好一阵子,或是鼓起勇气去问附近的人才能搞懂它们之间的差异,然后又得仔细思考要将为数不多的选择机会用来尝试哪一个商品;而一样的情况在饼干区更令我伤透脑筋,因为映入眼帘的饼干不少都是以前没有吃过的,尤其是各式各样的洋芋片,每一种都很想要尝尝,可是在有限的金钱和健康考虑下,常常都要犹豫很久,秉持着以后可能就不太容易品尝到的原则,我几乎每一次离开超市时都会顺手买个一、两包洋芋片,然后说服自己等到明年回台湾后身体就可以恢复健康了……

比利时啤酒种类繁多又极为有名,一间间富有个人特色的酒吧也应运而生,因此在根特不管是国际交流学生或是当地学生,都很喜欢在晚上三五成群一起去酒吧小酌,大家可以分享自己国家或生活的趣事,也可以在足球赛时为支持的足球队进球得分喝采,这些点点滴滴都成为我们在根特的一大娱乐来源。

【精彩内容,下期待续~】

 

撰文:光电所硕士班学生王怡文

说到语言,一开始必须先介绍一下比利时的语言划分。比利时总共有三个官方语言,分别是荷语、法语和德语。只有一小部分靠近德国的人口是说德语,其它约有六成人口说荷语、而四成人口说法语。先不理会他们复杂的政治划分,我们可以简单地以布鲁塞尔大略做个区分。基本上,布鲁塞尔以北的区域是荷语区、布鲁塞尔以南的区域是法语区,而布鲁塞尔本身则是双语区,因为毕竟是首都区。当然还有一些例外情形,我指的是在布鲁塞尔以北但是却说法语或是在布鲁塞尔以南却说荷语的一些小区域,这些只要去之前稍作确认即可,平时并不需要担心。。

你可能会觉得,明明比利时大半人口都会说英文,我们在学校或日常生活中也都能用英文顺利地跟其它人沟通,那为什么还要注意身处哪一个语言区?其实道理很简单,如果你会说当地语言就可以拉近和其它人的距离,就像在台湾遇到会用中文问好、问路、买东西的外国人,我们也会觉得亲切感大幅增加。基于这个理由,再加上要在根特待上一年,我去学了一个学期的荷兰文,不过这样的程度当然只是入门中的入门,很难跟别人有完整的对话。但是这对日常生活还是有一些帮助,像是去餐厅吃饭时可以看懂菜单、可以听懂火车和公交车的报站语音、买东西的时候知道什么东西在打什么折扣…诸如此类。而且有时候当你用别脚的荷兰文试图点餐或和店员打招呼(然后再用英文问他们问题),他们似乎也会对你比较和善,因为感觉上好像你有认真想要融入这个地方一样。其实我觉得不管待在哪个地方,就算只是短期旅游也一样,只要记住当地语言的请、你好、谢谢、对不起…等等的词语,并且时常挂在嘴边,别人都会更加友善地对待你。

不过的确,大部分的时候我们是用英文和别人对话。我个人觉得比利时有一个非常多元的环境,可能是因为它和荷兰、德国、法国等大国接壤,也可能比利时的许多城市一开始都是贸易大城,让他们很善于和别人沟通,也习惯于排解各种问题;加上比利时本来就是一个多语言的国家,再多学一个英文也不是什么特别的事情,因此比利时人会英文的比例非常高,在实验室遇到的人更不用说,每个人的英文能力都非常强。我们在台湾学习英文主要是着重在阅读和写作,不过到了这样纯外语的环境才愈发突显听力和口说的重要。听力遇到最大的问题我觉得是说话速度和口音,因为在实验室的人英文都有一定水平,导致大家讲话速度都不慢,再加上各种口音,这让听懂一句话变得更加困难。而口说部分则是因为在台湾比较少说,有时候会一时找不到字句来描述自己想说的话,而让说话变得断断续续的。一开始我花了不少时间适应,刚开始做实验的时候连一些实验器材的名称都听不太懂,不过只要多听、多说、多问,沟通能力一定会大有进步。

有时候我们会执着于一定要说出文法正确的句子,有时候我们也会因为思考着对方说的上一句话而错过他说的这一句话,我们因为种种原因而把沟通想得很复杂很麻烦,不过这只是一个大家相互了解的过程,语言也只是一个我们需要的工具。只要敢开口、努力聆听和学习,我们的工具箱就会愈来愈齐全,和别人的沟通也将会愈来愈容易。【精彩内容,下期待续~】

 

 

 
     
 
 

Variable focus microlens array with curved electrodes

Professor Guo-Dung J. Su's laboratory

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 苏国栋教授

A liquid crystal microlens array with a curved electrode is proposed and fabricated. The fabrication process consists of two parts: microlens array fabrication and liquid crystal cell assembly. Utilizing the hydrophilic confinement effect, an inkjet printer, and the replication process, a microlens array on a glass substrate is fabricated. PEDOT:PSS is spin-coated on the microlens array to form a curved electrode, and the microlens array is flattened by SU-8 photoresist and assembled with ITO glass. From interference patterns, the focusing power range is from −47.28 to −331 diopters under 10 V and it agrees well with theoretical calculation. This technology could be useful for optical zoom systems or focus-tunable lens applications.

Fig. 1. The image performance of the liquid crystal microlens array at (a) V = 0 and (b) V = 10

Fig. 2. Optical power at different voltages

 

Blue organic light-emitting diode by exciplex sensitized triplet-triplet annihilation

Professor Jiun-Haw Lee

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 李君浩教授

Energy up-conversion was achieved by exciplex sensitized triplet-triplet annihilation (ESTTA) process in an organic light-emitting diode (OLED) with blue emission. As shown in Fig. 1 (a), carrier recombines to form the exciplex, which serves as the low-bandgap sensitizer. Then, triplet exciton transfers the energy to the wide-bandgap emitter with triplet-triplet annihilation characteristic for blue-light generation. Fig. 1 (b) shows the emission spectra from this blue ESTTA-OLED under different voltages. Emission with peak at 430 nm (corresponding to 2.9 eV) was observed under 2.2 V driving. The driving voltage was lower than the photon energy which demonstrated the up-conversion process in this ESTTA-OLED.

Fig. 1. (a) Schematic diagram of ESTTA process. (b) Emission spectra from the OLED under different driving voltages.

 

 

     
 
 
论文题目:被动硅光波导组件之宽带响应最佳化设计

姓名:傅柏翰   指导教授:黄定洧教授

 

摘要

本论文包含二个研究主题,第一部分为抑制在绝缘层上硅光子平台之垂直槽状波导环型共振腔之极化相依性之设计方法,意即在考虑波导色散下,使准TE 与准 TM 模态之极化相依性在宽带带中达到最小。本论文之设计利用垂直槽状波导之几何结构,与过去发表文献相比能够增加一个可用设计维度。藉由调变硅波导及沟槽之宽度,可控制准TE 与准TM 模态之等效折射率以及在宽带带中之色散行为。因此,我们可以获得在通讯波段(1510−1590 nm)中使组件之极化相依性达到最小值之设计参数。

第二部分为任意比例宽带光耦合器之设计方法,而最佳化设计参数可藉由基因算法求得。在设计流程中,我们将组件几何离散化成多段小区段,而每一小区段皆由梯形构成,而其中每一截梯形之耦合系数与传播常数皆为最佳化之变数。藉由建立针对耦合系数与传播常数之对照表。此最佳化设计亦可使用较严谨之数值方法: 光束封包法以及有限元素法作进一步验证,其结果与耦合模态理论相当吻合。在波长范围为1530−1630 nm中,对于任意比例之光耦合器皆可达到近乎无波长相依性之频谱响应。

图一、槽状波导环型共振腔准TE与准TM模态之频谱响应,(a)与(b)图为针对吸收系数之不同设计。

图二、利用基因算法设计之3dB宽带耦合器之光能量分布图与宽带带之计算结果,其中光束封包法以及有限元素法之计算结果与耦合模态理论相当吻合。

 

 
 
 

— 资料提供:影像显示科技知识平台 (DTKP, Display Technology Knowledge Platform) —

— 整理:林晃岩教授、王子圣 —

光子束缚态

连续束缚态(Bound states in the continuum, BICs)为一个系统的反直觉之特征模态,其存在于能量泄漏出系统的连续光谱范围内,但它们本身却是不会衰减的局部共振模态。BIC是一种局限在开放系统中的波,通常波在一个开放的系统中会逃离,但BIC却不会。BIC已经在包括空气中的声波、水波、固体中的弹性波以及电磁波等不同环境中被报导过。

加州大学圣地亚哥分校雅可布学院的电机工程教授,同时也是研究团队的领导者的Boubacar Kanté教授表示:因为BIC激光(见图1)具有非常规特性,所以能够提供现有的激光技术还没有实现的独特的性能。(Nature 541, 196–199; 2017)

到目前为止,BIC的实验观察仅限于被动系统,且BIC激光的实现仍然是遥遥无期。现在,美国加州圣地亚哥大学的Ashok Kodigala和其同事报告了在室温下来自光泵浦BIC腔的激光现象。

图1、BIC激光之示意图。

共振腔在量子力学到电磁学的波动现象中有基础性的作用,并决定激光器的时空物理特性。BIC腔具有四重对称性,由一个悬浮在空中的半导体圆柱形奈米共振器之周期数组组成(InxGa1–xAsyP1–y多重量子井表现出的光学增益大约是在通信波长为λ = 1.55 μm)(见图2)。奈米共振器由支持桥梁网络互连,以确保系统的机械稳定性。其结构是由电子束光刻和反应离子蚀刻技术定义出来的圆柱状奈米共振器所制成,然后再按照湿蚀刻步骤来成膜。奈米共振器的结构和厚度分别是1.2 μm和300 nm。

图2、InGaAsP多重量子井圆柱形奈米共振器数组,悬浮在空气中的倾斜电子显微镜照片。

运用三维有限元素法之特征频率求解法建立系统模型。具有明显质量因子的三种模态被发现为:一个双简并模态(模态1和2)和一个单简并模态(模态3)。模态1和模态2的品质因子强烈依赖于奈米共振器的半径,并在最佳半径为528.4 nm时达到最大(见图3)。在这个最佳半径,模态1和模态2完全脱离辐射连续,从而成为所谓的束缚BIC。应当指出的是,模态1和模态2对于对称性破坏的扰动相较于模态3来说是不太敏感的。Kodigala表示这在设备设计方面是最重要的,制作容差相较于依赖对称保护模态而言,对于束缚BIC的影响更小。

图3、BIC腔的设计与其复杂色散关系。

在室温下实验观察BIC腔的激光现象。BIC腔由泵浦激光激发(λ = 1.064 μm, 脉冲持续12 ns),光谱发射为泵浦功率和奈米共振器半径的函数。激光现象发生在波长为1.5514 μm,探测限线宽约为0.33 nm。理论预测,阀值功率变为最小接近最佳半径528.4 nm。相应的阈值功率为56 μW。

Kanté教授表示:该研究是概念验证的成功展示,他们的确可以透过BIC现象实现激光发射,值得注意的是,他们能够得到8×8粒子大小的表面发射激光数组。相比较而言,广泛应用于数据通信、高精度传感器的激光是垂直腔面发射激光(VCSEL),该激光的尺寸大约为BIC激光器的100倍左右,因此需要更多的能量来实现激光驱动。Kanté教授还补充说当前应用广泛的VCSEL激光将来可能会被他们称之为光连续束缚态表面发射激光(BICSEL)所取代,原因是BICSEL激光设备更小且功耗更低。

参考资料:

1. Noriaki Horiuchi, Fundamental optics: Photonic bound states, Nature Photonics 11, 148 (2017)

doi:10.1038/nphoton.2017.17
2. Ashok Kodigala, Thomas Lepetit, Qing Gu, Babak Bahari, Yeshaiahu Fainman, and Boubacar Kanté, Lasing action from photonic bound states in continuum, Nature 541, 196–199; 2017.

doi:10.1038/nature20799

http://www.nature.com/nphoton/journal/v11/n3/full/nphoton.2017.17.html

   
 
 
 
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