第163期 2020年6月刊
 
 
 
发行人:黄建璋所长  编辑委员:曾雪峰教授  主编:林筱文  发行日期:2020.06.30
 
 
2019学年度第2学期因应严重特殊传染性肺炎疫情,100人以上大型聚会建议延期或取消。为利防疫工作,本所大型演讲皆改为在线演说,各场次演讲信息如下:
4月份「光电所专题演讲」(整理:姚力琪)
时间: 2020年4月10日(星期五)下午2时20分
讲者: 林宗贤教授(国立中山大学光电系主任/特聘教授)
讲题: Liquid Crystals Research/Applications Beyond Displays
 
时间: 2020年4月17日(星期五)下午2时20分
讲者: 蔡孟灿教授(长庚大学电机系教授兼系主任)
讲题: Functional Optical Coherence Tomography in Dermatology
 
5月份「光电所专题演讲」(整理:姚力琪)
时间: 2020年5月1日(星期五)下午2时20分
讲者: 曾暐杰教授(国立台湾师范大学国文学系)
讲题: 以博爱之名—东亚集体无意识的原型与阴影
 
时间: 2020年5月15日(星期五)下午2时20分
讲者: 曾盛豪教授(国立成功大学光电科学与工程学系)
讲题: Diffuse reflectance spectroscopy for probing in vivo skin and its applications to noninvasive diagnosis and health monitoring
 
时间: 2020年5月22日(星期五)下午2时20分
讲者: 陈俐吟教授(国立交通大学光电工程学系)
讲题: Simple-structured organic light-emitting diodes for lighting
 
时间: 2020年5月29日(星期五)下午2时20分
讲者: 冉晓雯教授(国立交通大学光电工程学系)
讲题: 新颖半导体组件/系统在生医感测的应用
 
6月份「光电所专题演讲」(整理:姚力琪)
时间: 2020年6月5日(星期五)下午2时20分
讲者: 张佑嘉教授(国立交通大学光电工程学系)
讲题: Scalable low-power silicon photonic platform for all-solid-state beam steering
 
时间: 2020年6月12日(星期五)下午2时20分
讲者: 李澄铃教授(国立联合大学光电工程学系)
讲题: Ultracompact fiber interferometers
 

 

 

~ 光电所所属实验场所小型紧急应变演练 ~

 (时间:2020年5月28日,中午12:10~12:20)

 撰文:陈姿妤

       演练地点:电机二馆125A、125B室。

       演练内容:

       本次演练主要目的为使人员在实验室意外灾害事故发生时各司其责,采取正确而有效方式控制灾害,并落实实验室人员具备紧急逃生之观念与方式,以提高紧急状况时的应变能力。

       中午12时10分于电机二馆125B实验室,假设学生进行实验时,发生电线走火火灾意外,学生紧急通报所办公室人员。本所人员接获通报后,即刻联系馆舍电机系办人员协助广播疏散全馆,并紧急分组编派人员:于出口引导疏散人员尽速远离馆舍、协助火势控制、进行灭火、设置人员禁止进入标示、设置救护站协助受伤同学、于集合区清点确认疏散人员名单。所办人员同时持续紧急联系125B实验室负责教师(李翔杰教授兼本所环安卫委员)、所长(黄建璋教授)及副所长(吴育任教授)前往电机二馆南侧出口广场前集合,由所长、副所长、环安卫委员掌握现场状况并进行指挥调度,确核实验室全部人员疏散完毕,顺利完成此次疏散演练。

       此次疏散演练加强了大家在意外发生时,能实时进行紧急通报及疏散的观念。感谢教师、同仁及同学们的全力配合。

图一、电机二馆125B实验室发生火灾进行初步灭火

图二、电机二馆125B实验室通报所办人员

图三、所办人员接获通报,即刻通知电机系系办人员及相关人员

图四、系办人员接获通报进行馆舍广播

图五、事发实验室敲门告知附近实验室人员疏散

图六、实验室人员立即进行疏散

图七、引导人员疏散

图八、设置人员禁止进入标示

图九、设置救护站,协助擦伤同学救护

图十、人员疏散至南侧门集合区,并进行人数清点

图十一、学生报告实验室处理状况 图十二、演练结束后,进行环安卫事项倡导
 
 
 
     

~ 与南京大学(Nanjing University)博士生交流活动 2019  系列报导 ~

【2019 第十二届海峡两岸光电科技博士生论坛】

(时间:2019年11月18日至11月22日;地点:南京大学

【之九】

撰文:光电所博士班 林裕展

第一天抵达南京时,当晚的气温是摄氏5度,大家纷纷穿起了厚重的外套,记得起飞前杨志忠教授还在提醒大家一定要注意保暖,果然一下飞机马上感受到冷冽的风,让我对于南京的第一印象特别深刻,然而在入境区等待我们的南大师生们,热情的招呼与随即递上的热饮,马上温暖了我们的身体及内心。在通往饭店的高架路上,我看着窗外既陌生又新奇的景物,突然有一座绵延数公里的城墙吸引了我的目光,这座高耸的城墙看得出来有非常悠久的历史,后来问了南大的同学,同学腼腆地说着「喔!那是南京的明城墙」,晚上在饭店我马上查了明城墙的历史,这座城墙是明代朱元璋时期所建,距今已有六百多年了,依然屹立不倒真是令人为之赞叹。看着绵延的城墙,我才突然意识到,我来到了以前历史课本里描述的「金陵城」,南京保留了非常多的历史建筑,随处可见古色古香的建筑,果然不负「六朝古都」之名。当晚睡前我跟队长腾毅边准备报告边聊到初到南京的奇妙感觉,然而接下来两天的会议行程,让我们没办法尽情地畅聊,我们都很期待接下来两天与南大同学们的学术交流。

图为明城墙的其中一个门「玄武门」

两天的会议后,迎来了大家期待的文化参访,此时已是我们抵达南京的第四天了,这天我们的第一站来到了善卷洞风景区,此洞据导游说是古代明君舜的老师善卷隐居的地方,刚抵达时我们台大全体师生一起在大门口合影,由照片可以看得出来当天的天气极好,所有人几乎都因为艳阳而张不开眼睛。

善卷洞大门合影

 善卷洞最特别的是有着特殊的钟乳石地形,洞内有着许多自然形成的奇景且保温效果特别好,一进到洞内就感受到温暖潮湿的空气袭来,当天虽然艳阳高照,但气温其实只有摄氏10度,而洞内气温仍保持着20度左右,让在场的我们真实地感受到自然环境的调适力量。

图为善卷洞狮象大场

而善卷洞这地方,相传也是大家熟知的梁山伯与祝英台羽化成蝶的地方,照片中的英台书院是仿照当初他们两人求学的书院所建,走在里面似乎能感受到当年两人一起求学相爱的过程(当时脑海中不断回响着黄梅调的曲调),尤其是当我在书院门口听到景荏情不自禁地喊出「英台」时,此情此景让我也忍不住回头响应他的呼唤,这突如其来的小插曲,让在场的所有人都笑了。

图为英台书院及梁山伯与祝英台的凄美故事场景

 当晚南大的学生带我们去吃南京的大排档,连日的饭店餐饮后,终于出现我期盼已久的在地美食,难得来到南京当然要好好感受一下古都的美食生活,一走进餐厅我马上被餐厅的装潢给吸引住了,屋顶挂满了大大的灯笼,耳边传来当地的苏杭小曲,再配上当地的美食,真的让人特别享受。

图为古色古香的南京大排档

 最后一天早上,我们来到了夫子庙,夫子庙座落于秦淮河边,沿着秦淮河走我们可以看到江南贡院,这是以前读书人考试的考场。站在秦淮河边,让我不经意想起谢眺所写的《入朝曲》: 「江南佳丽地,金陵帝王州。逶迤带绿水,迢递起朱楼。飞甍夹驰道,垂杨荫御沟。凝笳翼高盖,迭鼓送华辀。献纳云台表,功名良可收。」这首曲讲述着当年在秦淮河边,看着美景的读书人心中对求取功名的渴望,来到现场更能体会到其所想传达的内涵与情境,这不也是我们这些还在求学的博士生内心的写照吗?衷心期盼所有参加这次活动的博士生都能早日毕业,期许未来大家都能发挥所学在各自的道路上发光发热。

图为美丽的秦淮河畔

 最后以一张在南京大学的合影做为结束,南京大学是间历史悠久的老学校,校内种植了许多的银杏树真的很美,在场的台大学弟们也觉得很美,当我跟他们提起其实大也有银杏树时,他们都露出不敢相信的眼神,让我不禁想叮咛学弟们,平常在学校除了低头想着实验的事情之外,偶尔也该抬头看看我们台大的天空。此次真的很荣幸能跟队长腾毅一起代表我们实验室参访南京,这样的交流活动在亲自参加后,真的感觉非常有意义,内心也有非常多的感想与感动,但再多的话语也很难完整描述,期许未来优秀的学弟妹们都能踊跃参加,亲身体验这种感动。最后要特别感谢南大所有与会的师生,感谢会前的准备及这几天对于我们的照顾,同时也非常感谢这次带领我们的台大老师们,以及此次同行的台大博士生们,真的很高兴认识大家,期许我们所有人友谊长存,珍重再见!

2019.11.22摄于南京大学北大楼

 

之十

撰文:光电所博士班 胡景荏

本次交流正值秋末冬初的好季节,气温悄悄降低太阳却依旧高挂在天空。文化参访当天一早按照指定的时间,大家相约在饭店一楼的大厅集合,准备前往宜兴,开始期待已久的行程。沿途坐着游览车经过了南京市最为繁华的中山路,以国父孙中山先生命名,一整排路树都是为了孙中山先生而种的,而他长眠之地也座落在南京这座古老的城市里。看着片片落叶洒落整条道路,导游说现在因为交通需求的关系已经砍了许多树了,望向那些巨大盘踞的行道树,很难想象如果没砍之前会是怎样的一番光景。经过两个小时的车程,我们终于抵达第一站善卷洞,一下车就见到梁山伯与祝英台所化身的蝴蝶造景欢喜地迎接远从台湾而来的我们,这是大家耳熟能详的凄美经典爱情故事,以前只是听过故事或看过电影,并不了解其真正的缘由,经过这次造访也了解到很多以前不知道的事情,收获满满的知识与见识,包含许多的文物与历史背景。

之后去看了钟乳石洞,因为有这些大自然的鬼斧神工,才能造就出如此奇特美丽的景观,观赏的同时要具备一点点想象力才能看出其中的奥妙。过程中我们还体验搭小船,坐着船漂流在钟乳石下,看着头顶千奇百怪的石柱与石壁,看着船夫灵活且熟练地控制着船,而导游不断提醒「小心头、小心头」,现在回想起来也是颇有意思的一段经历。

接着我们来到宜兴竹海,一走上山磅礡大器的竹海完整映入眼帘,一瞬间彷佛自己就是武侠男主角,可以一刀一剑劈开整片竹林,想象着自己能够穿梭在这片竹海里肆意妄为地与敌人厮杀,让我在片刻失神后依旧眷恋着眼前这片美景无法自拔。行走在竹林的步道中,呼吸着石牌上所写的「此处有一等一的负离子能量」,彷佛多吸几口就能把心中的负能量通通带走,彻底净化身心。经过了这场身心灵的洗礼,时间也悄悄接近了尾声,有些不舍此处美不胜收的美景和最纯净的空气,最后就用一张大合照来诉说这段旅程满满的回忆,画下完美句点。

 

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 ~

【之七】

撰文:光电所硕士班 孟庆棠

欧洲见闻

还未来到欧洲前,我便知道欧洲治安是比较差的,因此我也谨记无时无刻都需要小心翼翼维护自身安全不能松懈,但没想到就算再如何警惕自己,坏事终究还是会发生。犹记得早上10点左右我漫步于巴黎的心锁桥上时,有差不多5个壮硕男子向前当众抢我的所有财物,从来没遇过小偷的我,第一次碰到这种状况,而且还是光明正大的抢劫,努力挣脱之余我不小心绊倒在桥上,带着脚受伤的疼痛缓缓站起时,顺手摸一下口袋发现我的钱包不见了,我急忙大喊并跑向小偷,幸好他们只拿取我整趟旅程的钱没有拿走我的证件,真的算是不幸中的大幸了。总之在欧洲出外需要时时警惕,小心自身安全与个人财物。那时正处在爆发巴黎黄衫军动乱的圣诞节假期,到处都是警车、暴民,所有的交通都被封锁住了,那次旅行也带给我对于欧洲罢工深刻的切身经验。

黄衫军暴动的巴黎

此外在欧洲生活只要遇到需要签署合约的情形,一样要非常小心,因为当地的合约基本上只有荷兰文版,因此在翻译上最好找当地的朋友或是熟悉的人帮忙,如果一味只听从合约主的介绍,可能会有被唬弄的风险,真的需要很小心。我就有几次经验,像是健身房的会员约,硬生生地白白多付一个月的会费25欧;网球场的预约机制,我也是收到3、4张政府违约罚单,最重的罚到30欧。而且麻烦的是当地处理事情的态度非常消极!有时透过电话或寄信都还不一定会给予一个精确的答案,因此在欧洲生活处事真的需要在地体会才可以感受得到另一面。

由于欧洲以高度国际化为特色,因此在欧洲求学的学生均来自各个不同的国家,比较深入地了解与认识后,可以发现不同国家的人都有各自不同的背景与故事。例如我有一些印度朋友,他们在印度有时候缺乏水源,每天都需要长途跋涉去取水;另有一个巴西朋友,由于在巴西教育很不普及,因此必须到海外求学帮助自己取得良好教育;我的乌克兰朋友为了逃避当兵,宁愿在海外继续求学也不愿意回国。这些故事时时提醒身处台湾的我是如此幸福!口试结束后,我和朋友们包含EMSP计划同侪或是宿舍友人,大家一起举办最后的离别晚餐,一同诉说着这一年大家的体验并彼此祝福,希望未来还有机会再次见面!

 与EMSP的朋友一起吃BBQ

新、旧宿舍朋友的餐叙

这一年我所得到的收获很难具体形容,有些是在学业上体会不一样的教学方式、有些是在当地生活体验不一样的文化、有些则是与人交流对于生命上的体悟,这些种种的经验带给我人生不一样的冲击。我也深刻体会到读万卷书不如行万里路的意涵,很多体验是超出自己原先想象,很难一语道尽的。每个人都有属于自己独特的生命意义,不必因为周遭的环境而改变自己的想法,诚实大胆地做自己、活出生命属于自己的精彩,这也是我这一年与来自各国不同文化的朋友相处所悟出的心得!很感谢这一年我结识的所有朋友们,因为有了你们造就我这一年不平凡、珍贵的回忆。全文完

 

 

 
     
 
 

Spatial Range of the Plasmonic Dicke Effect in an InGaN/GaN Multiple Quantum Well Structure

Professor C. C. Yang’s Lab.

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 杨志忠教授

The plasmonic Dicke effect means a cooperative emission mechanism of multiple light emitters when they are simultaneously coupled with the same surface plasmon (SP) mode of a metal nanostructure to achieve a higher collective emission efficiency. Here, we compare the enhancements of emission efficiency among a series of SP-coupled InGaN/GaN quantum-well (QW) structures of different QW period numbers to show an emission behavior consistent with the plasmonic Dicke effect. The relative enhancement of overall emission efficiency increases with QW period number until it reaches a critical value, beyond which the enhancement starts to decrease. This critical QW period number corresponds to the effective depth range of the plasmonic Dicke effect in a multiple-QW system. It also represents an optimized QW structure for maximizing the SP coupling effect. Internal quantum efficiency (IQE) and time-resolved photoluminescence are measured for comparing the enhanced emission efficiencies of blue and green QW structures with different QW period numbers through SP coupling induced by surface Ag nanoparticles. Figure 1 below shows the structures of the 5 single-QW samples of different capping layer thicknesses and the 6 QW samples of different QW period numbers. Figure 2 shows the transmission spectra of those samples after Ag nanoparticles are placed on the top. The depressions correspond to the SP resonance feature. Figures 3 and 4 show the IQEs of those samples and their relative enhancements.

Fig. 1 (a): Structure of the 5 single-QW samples with different d. (b): Structure of the 6 QW samples with 1-6 QW period numbers.

Fig. 2 Transmission spectra of the totally 11 samples shown in Fig. 1. The insert shows the SEM image of the Ag nanoparticles on the sample top to produce SP coupling.

Fig. 3 Variations of the IQEs of the 5 single-QW samples and their relative enhancements.

Fig. 4 Variations of the IQEs of the 6 QW samples of different QW numbers and their relative enhancements.

 

In0.53Ga0.47As/InP SAGCM avalanche photodetectors

Professor Hao-Hsiung Lin’s Lab.

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 林浩雄教授

In this work, we report on the design and fabrication of In0.53Ga0.47As/InP avalanche photodetectors (APDs) with separated absorption, grading, charge sheet, and multiplication (SAGCM) structure. We used TCAD model to simulate 2D APD device structures with guard rings. The designed structures were realized on InP substrates by MOCVD growth and twice Zn diffusion processes. The depth of junction, thickness of the multiplication layer, and the depth of guard ring were controlled by the two diffusions. Fig. 1 shows the schematic diagram of the device structure and the fabricated APD devices. Fig. 2 shows the revise I-V of an APD in dark and under the illumination of a 1550 nm light source. Fitting results are also shown in the figure. Fig. 4 shows the measured external quantum efficiency of an APD with and without gain.

Fig. 1(a) Schematic diagrams showing the device structure and the electric field profile. (b) Microscope image showing APD devices.

Fig. 2 Reverse dark and illuminated I-V curves of the APD devices. The 1550 nm light source induces the current jump at the punch through voltages. Fitting results from TCAD are also shown in the figure.

Fig. 3 External quantum efficiency of an APD device with gain (Mpη) and without gain (η).

 

     
 
 

— 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、吴昕妤 —

超流体涂层

光与物体之间的相互作用会导致布里渊散射,这是一个非常重要的现象。该概念可以在芯片上以及光纤中实现精确的光学技术,但也带来了不良后果,例如在光通信中产生了噪声。

现在,澳大利亚布里斯班昆士兰大学的Xin He、Glen Harris、Christopher Baker及其同事报告说,在设计基于布里渊的光子技术时,可以大大地克服一些关键的妥协因素;另外也揭示一种新型的腔内布里渊程序–反向模态布里渊散射 。(Nat.Phys.https://doi.org/ 10.1038/ s41567-020-0785-0; 2020)。这是透过用自组装的超流体奈米厚度薄膜对于光学共振器进行镀膜来实现的。光场能够使光学共振腔形变,将其尺寸改变1%,并使光共振频谱偏移几千倍的线宽。该团队展示了微瓦级布里渊激光。

该论文的通讯作者贝克(Baker)对《自然光子学》期刊(Nature Photonics)解释说,共振器内部的高光强度区域(如图一所示)透过光学梯度力(光镊的机制)和超流体喷泉效应(superfluid fountain effect)。超流体喷泉效应是光吸收引起的熵梯度诱导超流体流动,更多的超流体引入而不断使超流体界面变形(如图一所示)。这导致在光场所在的共振器周围形成超流体“凸起”。

 

图一、超流体光机械共振器中的反向布里渊散射程序。箭头指示泵浦光子(红色),斯托克斯光子(Stokes photons绿色)和声子(蓝色)的方向。

 

图二、色散图,显示了斯托克斯交互作用的能量和动量匹配条件;阴影水平带表示腔模态密度的增加。常规的模内布里渊散射(虚线)通常利用由自由光谱范围(FSR)或其倍数分隔的光学模式,从而将装置尺寸限制为毫米级。此处观察到的等效方位角m阶模态的退化,反向传播的回廊模态之间的散射克服了此限制,被称为反向模态(实线)。

贝克说:「我们证明了超低阈值布里渊激光和反向传播的光子模式之间的强耦合,该模式由超流体声子介导。」「实际上,超流体布里渊波形成了行进的折射率光栅。高于布里渊激光阈值时,由该光栅产生的反向散射足够强,可以进入机械介导的光子-光子强耦合状态,即光子在泵浦和斯托克斯共振之间循环的速率快于光子衰变速率。 光场这种形式的强耦合是布里渊可重配置的光学开关和电路,光子量子接口以及产生合成电磁场的关键能力。 」

 在毫开尔文温度(millikelvin temperatures)下使用超流体氦工作是一项具有挑战性的工作,即使没有光学效应。超流体氦气会从样品室的微小间隙中逸出,并且超流体氦薄膜也是不可见的。贝克说,该团队正在开发完全积体化的光子芯片,以便将来进行较轻松的实验。

研究小组希望可以改善这种方法,并实现飞瓦级激光发射阈值。同样,透过利用超流体喷泉效应,可以检测到单光子吸收事件,从而有可能实现光子数解析器(photon-number-resolving detectors)。此外,研究小组希望该方法可用于硅芯片上的光学高效率可重配置路由器,以及混合液体和进行皮化学反应(pico-chemistry),甚至可以构建陀螺仪来测量硅片上的微米尺度液体流量,提供对于扰流动力学以及量子液体动力学的新见解。

 

 

参考资料

[1] Oliver Graydon “Superfluid coating,” Nature Photonics volume 14, 267(2020)

https://www.nature.com/articles/s41566-020-0632-y

DOI:10.1038/ s41566-020-0632-y

[2] Xin He  , Glen I. Harris  , Christopher G. Baker  , Andreas Sawadsky , Yasmine L. Sfendla , Yauhen P. Sachkou , Stefan Forstner and Warwick P. Bowen “Strong optical coupling through superfluid Brillouin lasing,” Nature Physics, volume 16,417–421(2020)

https://www.nature.com/articles/s41567-020-0785-0

DOI: 10.1038/ s41567-020-0785-0

   
 
 
 
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