發行人：楊志忠所長 編輯委員：蔡睿哲教授 主編：林筱文 發行日期：2006.08.01
最新消息與活動公告|
貝院長已任電機資訊學院院長一任三年，現經校長任命，續任三年，自95年8月1日至98年7月31日。 |
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教授榮膺首任所長∼ 生醫電子與資訊學研究所（簡稱生醫電資所）由原電機所之醫工組與資訊系之生物資訊中心合併而成，自95年8月1日成立，成為本院第五個獨立所。 |
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所長∼ 電信所原任所長陳銘憲教授一任三年任期結束，由該所電波組王暉教授續任。 |
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本所黃升龍教授續任本所副所長∼
本所黃升龍教授已任副所長半年，襄助所務卓然有成，現經本院院長任命，續任副所長一年。
歡迎林恭如教授加入光電所∼
林教授之學經歷與專長分別簡介如下：
| 職別 | 姓名 | 學歷 | 研究領域及專長 | 經歷 |
| 教授 | 林恭如 |
Ph. D., 交通大學光電所 |
奈米矽晶發光與能源技術、飛秒光纖雷射系統與應用、高速全光通訊信號處理元件與系統 |
國立交通大學，光電工程系所，教授，2004/08至2006/07 |
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知名光電學者陳陽闓博士於95年7月7日來訪本所，並發表演說：「Recent Advances in Optical Signal Generation and Processing for Optic Fiber Network」。 陳陽闓博士現任職於Bell Labs, Lucent Technologies，係IEEE Fellow，曾獲IEEE David Sarnoff Award，並為美國國家工程院院士，於今年獲得提名為中央研究院第二十六屆院士候選人。 |
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知名光電學者朱柏濂教授於95年7月7日來訪本所，並發表演說：「Writing Gratings in Polymer Optical Fibre」。 朱柏濂教授於University of New South Wales, Sydney, Australia取得博士學位，現任香港城市大學電子工程學系講座教授暨城大光電子學研究中心主任。朱教授曾獲得澳洲政府之the Australian Centenary Medal for contributions in optical communications。 |
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知名光電學者葉伯琦教授於95年7月14日來訪本所，並發表演說：「Birefringent Thin Films for LCDs」。 葉伯琦教授現任職於University of California, Santa Barbara，專長為相位共軛光學、光學計算、液晶顯示。葉教授為數本廣為閱讀光電專書之作者，亦為 IEEE 及 OSA Fellow。 |
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澳洲雪梨大學光纖技術中心主任Prof.
Fleming來訪—(95年7月10日) 澳洲雪梨大學光纖技術中心主任 (Director, Optical Fibre Technology Centre, The University of Sydney) Prof. Simon Fleming，於七月初前往高雄市出席 OECC 2006 研討會，返回澳洲前停留台北數日，本所特邀請他於7月10日前來訪問，中午楊所長邀請本所幾位光纖通訊相關老師與其餐敘，隨後參訪本所與本院研究現況。雪梨大學光纖技術中心成立於1988年，為國際知名的特殊光纖設計製造與應用研究機構，近年新建立微結構高分子光纖研製設備，在高分子光子晶體光纖的研發成果國際馳名。Prof. Fleming 於1994年開始任職於該中心，目前研究重點在 poled fiber devices 技術。 |
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Prof. Fleming（左四）與本所教師合影，左起依序為黃升龍教授、邱奕鵬教授、楊志忠所長、張宏鈞教授、黃鼎偉教授及蔡睿哲教授。 |
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北京大學電子學系主任徐安士教授於本年7月25日上午由國立台灣科技大學電子系廖顯奎教授陪同蒞臨本所訪問，徐主任目前亦擔任北京大學光子與通信技術研究所所長與區域光纖通信網及新型光纖通信系統國家重點實驗室副主任，他的研究領域包括分波多工自動光通信網路、高速大容量分波多工光纖通信系統、光網際網路、同調光通信、光器件等。台科大電子系邀請徐主任於七月份至該系訪問一個月，本所很榮幸能有此機會與其交流。徐主任在瀏覽電機二館光電實驗室區的研究看板後表示，本所較著重光電器件方面的研究，北京大學這方面的研究多在物理相關系所進行。中午楊所長邀請本所幾位光通訊相關老師與徐主任餐敘，賓主盡歡後，期待兩單位未來能有更多的交流。 |
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徐安士教授（右二）與國立台灣科技大學電子工程系廖顯奎教授（左一）、本所楊志忠所長（左二）、張宏鈞教授（右一）合影。 |
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所務公告及活動花絮
OECC 2006—花絮報導
會議時間：95年7月3日 ∼7月7日
地點：高雄金典酒店
第十一屆光電暨通訊會議 (OptoElectronics and Communications Conference; OECC) 甫於7月3日至7日於高雄金典酒店舉行，本會議為亞太地區夙負盛名之國際盛會，去年在韓國首爾舉行，明年將在日本橫濱舉行，今年共有來自15個國家之學者發表了近450篇論文，其中約65%為國外學者之投稿，大會安排了3場精采的大會演講 (plenary speech)，第一場為由日本 NTT 的 Dr. Takashi Nakashima 主講 FTTH Expansion in Japan，內容涵蓋了日本寬頻服務的進展及未來方向；第二場為由美國 Los Alamos National Lab. 之 Dr. Victor Klimov 主講了 Functional Nanocrystal-quantum-dot Assemblies，內容主要是介紹了奈米晶體在白光照明的應用；第三場為由前工研院光電所所長劉容生博士介紹了 Advances of Light Sources，劉博士回顧了整個光源的發展史，並介紹了未來固態照明的方向，三場演講均極為精釆。
本所師生積極的參與了本次會議之籌備及論文發表 (詳見http://www.oecc2006.org)，楊志忠所長及黃升龍副所長為大會議程委員會共同主席，張宏鈞教授為光纖元件組之主席，本院之林浩雄教授、何鏡波教授亦擔任了議程委員，由於本所教師以往之傑出研究成果，大會亦邀請了楊志忠所長及吳忠幟教授發表了邀請演講。此外，在大會頒發的12篇學生論文獎中，國內獲得了4篇，其中本所囊括了2篇，分別是由許森明及謝旻諺同學獲獎。
本次會議為國內第二次主辦之大型國際光電會議【註 ：第一次為由楊志忠教授在2003年於圓山大飯店舉辦之第五屆環太平洋雷射與光電研討會 (The 5th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics)】，由於本所之積極參與，本次會議亦極為成功，深獲 OECC 國際諮詢委員會之好評，因此大會籌備主席中山大學鄭木海教授已受邀發表專文介紹本年之會議於 IEEE Communications Magazine 11月之月刊。
台大奇美合作交流期中會議
會議時間：95年7月20日
地點：台灣大學電資學院博理館201會議室
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奇美集團與本校與會教師於台大博理館前合影 |
由本所楊所長總主持之『台灣大學與奇美電子產學建教合作研究』一案，期中會議於七月二十日在本院博理館201會議室舉辦。會議當天奇美集團由奇美電子公司技術開發總處韋忠光副總處長率領共十三位計劃相關人員蒞臨參訪與研討。當天先後由已有計劃之教授與新進教授進行相關研究報告，討論情況熱烈，期雙方之合作與交流能進一步發展。本次台灣大學參加會議成員包括光電所楊志忠所長、工學院機械系廖運炫教授、工學院高分子所林唯芳教授、工學院材料系蔡豐羽助理教授、工學院材料系陳敏璋助理教授、電信所吳宗霖副教授、光電所林晃巖副教授、光電所吳志毅助理教授、光電所李君浩助理教授、光電所黃建璋助理教授、光電所黃鼎偉助理教授、光電所蘇國棟助理教授、光電所李允立助理教授、光電所蔡睿哲助理教授。當天會議照片如下：
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| 會議情形 | 奇美電子韋忠光副總處長（左）及黃崑峰處長（右） |
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I have been asked to give a summary of my time and experiences while living in Taiwan and teaching as a visiting professor at the Graduate Institute of Electro-optical Engineering (GIEOE) at National Taiwan University. I am writing this article about a week after leaving Taiwan so it has given me some time for reflection. My time in Taiwan can be simply summarized, as the title of the article suggests, that I was born Chinese in Taiwan and I now claim Taipei as my hometown. |
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“At fifteen, I had my mind bent on learning.” National Taiwan University (NTU) is an excellent school with little or no difference from other leading Universities that I either worked in or interacted with in the last 20 years in both Europe and the U.S. It is clear that the caliber of its faculty and students rank with the best in the world. This can be best communicated to others by visitors, similar to me, who have an opportunity to interact with both the faculty and the students over an extended period of time. NTU also has a beautiful campus and I still have memories of walking around NTU seeing the petals from the azalea bushes arranged into Chinese characters on the ground during the spring. “By nature man are similar to one another, but learning and practice make them different.” There appeared to be little difference between the quality of the students I worked with in NTU and those I currently teach at the Georgia Institute of Technology (GaTech). The students in NTU were excellent and, if anything, were easier to work with as they were slightly more independent in both thought and action. As a consequence the students tended to ask fewer questions in the class than I would see at GaTech but would always find me independently if they needed help. All the students who attended the class that I taught should be commended since they had to learn a new topic and concepts in a non-native language. This is something that very few students could do elsewhere. I would hire many of the students that I worked with at NTU when they graduate if they had a desire to come to the U.S. |
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“He who learns without thinking will be bewildered; he who thinks without learning will be in danger.” |
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I have been asked if there are any suggestions that I can make to GIEOE, its faculty, and its students. This is a difficult question to answer since it is not easy to improve on excellence and many of my observations would not be valid due to a partial knowledge of language and culture. I can make some general comments because the educational system in Taiwan appears to have similar strengths and weaknesses as that in the U.S. For example, there is a focus on grades rather than the educational process. I often tell students that a ‘C’ is a good grade. It is better to learn that they are not competitive in an area during this one course during one semester rather than making a career choice in that area. However, many students miss the warning signs and this is often driven by family expectations to continue to work in that area. |
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I like to use Blooms Taxonomy (see table) as the philosophical base for pedagogy. I often teach this in class, as I did at NTU, as students have typically not thought about how they learn or its philosophical consequences. The lower levels of Blooms Taxonomy (knowledge, comprehension and application) help us learn to replicate what has already been done elsewhere while the higher levels of Blooms Taxonomy (analysis, synthesis and evaluation) drive innovation. The current educational system appears to focus only on equipping the lower levels of functionality by using bounded problems with simple answers that can be quickly answered in homework or exams and are easy to grade. The higher levels of functionality require experience in solving unbounded problems with incomplete and/or complicated data sets which is typically more difficult to grade. Consequently, we often do our students disservice by not giving them an opportunity to solve these type of unbounded problems, which are more often seen. This leaves them ill equipped when they leave our institutions. |
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"At thirty, I stood firm.” What impressed me most while staying in Taiwan was the generosity of the Taiwanese people. This not only included the people that I had the privilege to work with and to meet with on a regular basis. But, I also saw this generosity when I was visiting other schools, companies, and institutions around Taiwan and also the people we met on the streets. The character of the Taiwanese mirrored that of the Scots so I came to the conclusion that it must have to do with the morphology of the land; an island with ocean on one side, sea on the other, and mountains in between. Consequently, while in Taiwan I became Chinese and obtained a Chinese identity through a name, 傅 奕 曦 (see insert). I would tell people that I was Chinese, but only 3-4 months old at this time, but they do not believe me. So, then I tell them that I am ‘Scottish born Chinese’ (SBC), and this meant that my facial features were different to other Chinese, that I did not speak the language and neither of my parents were Chinese. And, since they have not met many SBC’s, this left them confused.
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“At forty, I had no doubts.” A search on amazon.com shows that there are many books covering the theme, ‘Lost in Translation’, essentially an investigation of someone adapting to a foreign culture. This theme was more recently explored in a movie of the same name that won an Oscar for the director, Sofia Coppola. In returning home I have experienced a different, but related phenomena, which I have named ‘Lost in Transition’; the things that were common place to you in the new culture that are now missing. These include struggling to find some Chinese words to show your gratitude to someone, and trying to understand and/or recognize new Chinese characters. Other points of transition are complicated to understand; such as, when in Atlanta, seeing a non-Chinese person walking down the street by themselves and thinking of them as a foreigner. Other points of transition were simpler, if not somewhat sad, and these included not finding chopsticks on the table when you eat in a restaurant and no longer being able to ask for them. |
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李君浩助理教授1972年8月20日生於台北，於台大電機系及台大電機所分別於1994, 1995及2000年取得學士，碩士及博士學位。2000至2003年間，李教授進入錸寶公司服務，自從2003年後，加入台大光電所及電機系擔任助理教授。 李教授的研究興趣包括有機電激發光元件，顯示科技及固態照明。 李教授於2005年榮獲潘文淵考察研究獎。近年來參與過的計畫表列如下： |
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李教授覺得，台灣之光電產業涵蓋面很廣，包括了光通訊，光儲存及光顯示，因此需要許多之優秀人才參與；未來包括固態照明及生醫應用皆為極有發展之應用。
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李教授對於同學們在學習方面有下列的建議： 認真學習，仔細思考。 Study hard, and think detail.
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光纖雷射與奈米光電元件實驗室---林恭如教授
林恭如教授研究領域：奈米矽晶光子學、高速超短脈衝鎖模光纖雷射、全光通信訊號格式轉換
I. 實驗室光纖雷射與奈米光電研究綱要介紹
本實驗室專注於開發多樣性奈米矽晶結構之特殊製程，並探討奈米矽量子點、奈米矽角錐、與奈米矽針狀結構的材料、電學與光學特性之物理機制。我們的目標是發展以奈米矽量子侷限效應為基礎之光電元件，並且深入完整的探討奈米矽晶在藍紫光區輻射與偵測/能源吸收轉換/表面電漿波等現象之增效機制。我們將與中央研究院合作提出以模擬ab initio atomic potentials的邊界積分格林函數為基礎的嶄新矽量子點演算法，建構原子數在103~104的奈米矽晶系統電性模型，及探討其與介質摻雜接面之間載子傳輸與穿遂效應，並應用於研究奈米矽結構與生物分子間電子與光子的表面電漿波交互作用機制理論。下文中我們將介紹利用開發超低臨界功率電漿輔助氣相沉積、二氧化碳雷射快速升溫退火、與表面自聚合金屬奈米結晶點等世界首度發表之新穎製程，發展多種奈米矽晶結構為基礎之藍紫光區輻射/吸收/感測元件、增效型矽量子點敏化能源轉換元件、與奈米矽/金屬共摻雜型表面電漿波產生元件。
此外，本實驗室也探討光纖雷射的基礎特性與各種技術架構，使其可能應用於超快量測、高速光通信、以及生醫化學分析等領域。在光纖雷射系統建構的研究中，我們實驗室分別以摻鉺光纖與半導體光放大器兩種元件為環型光纖雷射的增益介質，藉由理論模型的建立與系統實驗的交互分析印證，我與研究群開發了一套光注入鎖模理論、建構了數種具有不同特性的單模/短脈衝/高重複率的光纖雷射系統。我們實驗室在光纖雷射系統的指標性成果還包括重複率達40GHz的約分諧波鎖模(Rational Harmonic Mode-Locking)技術、互回饋注入鎖定(Mutual Injection Locking)理論與技術、降低損耗的錐狀化異質光纖熔接(Tipped Fiber Splicing)技術、>10GHz弦波調制光背向注入鎖模(Backward Optical Injection Mode-Locking)理論與技術等。以下我將就上述這些新穎領域研究課題的成果詳加敘述，並說明我們的研究在國際奈米矽晶、光纖雷射、與全光通信研究社群中受矚目的特殊貢獻。
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II. 矽奈米光子學 (Silicon Nano-Photonics)
II-1. 二氧化碳局部雷射退火奈米矽晶成型術
現今這些矽奈米點材料與元件的積極研發，有一部分目的主要是面對未來新世代光互連晶片最佳的選擇方案，即是有效整合波導、光子晶體元件和矽基光電元件在同一矽晶片上成為全矽微光電系統晶片(photonic system on chip)。低製程複雜度全矽基微電子晶片中光互連的實現，有賴於可完全相容於矽基板但至今仍不成熟的單晶化全矽光源元件發展。然而傳統上，在電漿輔助化學氣相沉積多矽二氧化矽薄膜中析出奈米矽晶，多半以使用高溫爐管退火的製程為主。這種超過1000oC且需30分鐘以上的退火流程使得同一矽晶片上相鄰的矽積體電子電路受高溫而損壞失效。因此，我們開始思考如何進行局部退火處理使奈米矽晶成型，而主要解決方案當然是雷射聚焦退火製程。過去的雷射退火研究多以可見光區準分子雷射與氬離子雷射，或利用近紅外區鈦藍寶石雷射為主要光源。然而這些雷射光源在二氧化矽材料中被吸收率都相當低，無法有效將光能轉換為熱能協助局部退火多矽二氧化矽薄膜。我們實驗室首度提出利用二氧化碳雷射退火多矽二氧化矽薄膜以產生奈米矽晶析出的製程，並輔以三維熱導模型解釋優化製程條件與有效抑制雷射剝離現象的發生。實驗結果顯示出在最小直徑約50mm的聚焦雷射光點內，可以有效產生密度高達1018 cm-3的奈米矽晶，其直徑大小可以在3-8nm範圍內被有效控制。最佳雷射退火強度為6 kW/cm2，此值略低於雷射剝離效應發生的臨界光強度。而在交低的雷射光強度下，亦可以有效的完成奈米矽晶去氫化製程。利用二氧化碳雷射退火之奈米矽晶摻雜氧化矽薄膜，我們也研製出與傳統高溫爐管退火製程下發光性能幾乎相當的金氧半發光二極體元件。
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II-2. 電漿輔助化學氣相沉積奈米矽晶發光材料與元件
我們研究在高溫退火下，矽基板上PECVD成長埋藏著奈米矽量子點的多矽氧化矽薄膜製作之金氧半二極體所發白光和近紅外電激螢光的不同機制。藉由改變基板溫度和感應式耦合電漿功率，缺陷相關和矽量子點相關之載子傳輸與電激螢光光譜也被詳細研究。我們發現在極限高基板溫度與臨界感應式耦合電漿功率的成長參數條件下，可沿著Si/SiOx 介面成長出(100)晶面的金字塔形矽量子點。從變功率和變溫的顯微光激螢光光譜(µ-PL)中得知700-850 nm 波段主要是由矽量子點表面的自我侷限激發子(self-trapped exciton)所貢獻。在比較未退火與退火過的多矽氧化矽薄膜的電激螢光光譜，確定奈米矽量子點相關的電激螢光波段在650-850 nm 之間，而在較短波長的400 到650 nm區間主要是可發光缺陷如弱氧鍵(weak-oxygen bond)、中性氧空缺形缺陷(neutral oxygen vacancy)和E’δ缺陷所貢獻。電子在高場下較易選擇流經缺陷，而這些缺陷可利用增加基板溫度和降低感應式耦合電漿功率來減少。利用此環境下成長之較少缺陷的多矽氧化矽薄膜可提供最穩定的近紅外電激螢光並有最長的元件壽命。此外，共振腔結構增強型的電激奈米矽發光元件結構提案也是具備開發潛力的。
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II-2. 矽基板上自聚合金屬奈米點與矽奈米針的形成與特性分析
我們實驗室也成功地利用二氧化矽薄膜當緩衝層，使得鎳的奈米顆粒成功地快速凝聚在矽的基板上。因為矽的高熱導148 W/m-K造成熱快速散逸，所以奈米鎳顆粒很難直接地聚集在矽的基板上。藉由厚度200 Å且熱導只有1.35 W/m-K的二氧化矽當緩衝層阻止了NiSi2化合物的產生，讓奈米鎳顆粒因為在鎳和矽界面之間吸附力減小與熱的累積，更容易形成自凝聚現象。因此奈米鎳顆粒可以加速成型，退火時間大大縮短到22秒。奈米顆粒的大小和密度平均是30奈米和7´1010 cm-2。利用鎳在二氧化矽層上自我凝聚成的奈米粒當奈米遮罩，經過活化離子式蝕刻後，可以在矽的基板上製造出大面積的矽奈米針陣列。在我們的實驗結果中發現矽奈米針的最理想高寬比是8，針的平均大小和高度分別是30奈米和400奈米。去除掉在矽的基板上的奈米粒和二氧化矽後，從矽奈米柱發出的光激發可以發現到源自於氧的弱鍵結（WOB）、中性的氧化缺陷（NOV）與E’缺陷所貢獻的可見光在400-600nm。少量<10nm的奈米矽針在量子侷限效應下也貢獻波長位於750nm的近紅外光。我們更進一步地發現因為矽奈米針持續氧化產生在光激發譜上的藍位移現象和產生在變功率光激發譜上的強度飽和現象。其他在電性上矽奈米針擁有較快的充放電速度、較低的電阻和超低漏電流，而在光性上矽奈米針相較於未處理之矽晶片表面則明顯有較低的反射率。
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III. 鎖模光纖雷射系統
III-1. 40GHz約分諧波鎖模摻鉺光纖雷射
本實驗室曾經首度利用1GHz的衰減調變費比布洛雷射二極體，實現可達40GHz的重複頻率的約分諧波鎖模摻鉺光纖雷射。為了達到不產生雷射光單純的衰減調變，費比布洛雷射二極體沒有直流偏壓，但使用微波功率放大器與微波訊號產生器串連加以調變。費比布洛雷射二極體可以經由直流電流和射頻功率的調整而工作在衰減調變或增益開關其中之一模式。在本系統中，費比布洛雷射二極體既不產生雷射光也不做增益開關，它需要18dBm的臨界調變功率開始做摻鉺光纖諧波鎖模。經過啁啾補償之後，在40GHz的重複率下得到接近轉換極限3ps脈衝寬度和1.3nm光譜線寬，它相當於是0.31的時間頻寬積。當費比布洛雷射二極體藉由增加它的直流驅動電流從衰減調變到增益開關模式做改變，則摻鉺光纖約分諧波鎖模逐漸從諧波鎖模到互注鎖定模式開始消長。因此，當費比布洛雷射二極體的直流驅動電流增加，則費比布洛雷射二極體的增益開關突然出現，在鎖模之後，將導致互注鎖定式的摻鉺光纖雷射脈衝串列出現。這互注鎖定式的脈衝寬度為26.4ps，它呈現出與增益開關式的費比布洛雷射二極體接近一致的脈衝輪廓(~21ps)。在與互注鎖定增益競爭過程之後，費比布洛雷射二極體的衰減調變機制消失且鎖模雷射效應不再存在。在增益開關式的費比布洛雷射二極體自回授注入下，互注鎖定比在摻鉺光纖雷射的鎖模更穩定。
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當
是摻鉺光纖雷射基本模的頻率而n和p是諧波和約分鎖模的階數，藉由改變費比布洛雷射二極體(
)的調變頻率從到
使約分諧波鎖模被達成。頻率調變使脈衝重複率從
改變到
，它是p倍的調變頻率。實驗上調變頻率若微量偏移113 kHz去得到40階約分諧波鎖模(相當於n=228與
p=40)。比較上，由於較窄的鎖定頻寬，在摻鉺光纖雷射增益開關式費比布洛雷射二極體頻率的增加很難被得到和維持。利用一個費比布洛濾波器，相鄰摻鉺光纖雷射脈衝的峰值振福大小可被等高化。此外藉著對費比布洛雷射二極體增加直流驅動電流，由於費比布洛雷射二極體從衰減調變到增益開關模式改變，造成摻鉺光纖雷射在諧波鎖模和互注鎖定機制之間的消長也已經被研究。由於增益空乏的影響，在較大電流的費比布洛雷射二極體中互注鎖定變成主要機制，導致摻鉺光纖雷射中的約分諧波鎖模脈衝串列逐漸弱化的現象也在我們的研究中得到證實。
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III-2. 背向光注入式諧波鎖模半導體放大器光纖雷射
另一種以10 GHz背向光注入式之倍頻鎖模半導體光放大器光纖環飛秒雷射系統也在我們實驗室被建構，我們並首次展示利用背向注入10GHz的暗脈衝串進入半導體光放大器所實現之諧波鎖模，也建構相關的理論與模擬模型以瞭解交互增益調變窗口對於光增益消耗及鎖模動態特性的影響。這種高速背向光注入式交互增益調制技術為基礎之頻率再生式倍頻鎖模半導體光放大器光纖環飛秒雷射系統，是由行波式半導體光放大器、一個分佈式回饋雷射二極體(DFBLD)、一個光循環器、兩個隔離器和一個光耦合器所組成。我們操作半導體光放大器在稍微大於臨界電流的情況下，然後以正弦光波或對分佈式回饋雷射二極體輸出光進行數位編碼然後背向注入半導體光放大器中。在原理上這個半導體光放大器同時被當成一個增益介質與損耗調變器。而適當的利用光耦合器分光比可以將得到高功率的輸出，並且只讓低功率的光在光纖雷射裡面循環，這樣的操作可以讓半導體光放大器的頻寬增加到較高頻率並且防止鎖模脈衝造成半導體光放大器飽和。因此，當分佈式回饋雷射二極體的調變頻率與諧波鎖模的頻率相符時，可得到半導體光放大器諧波鎖模光纖雷射，而藉由頻率微調技術，我們將可進一步得到倍頻鎖模脈衝輸出，而為了得到更短且接近轉換極限的光脈衝，我們將利用脈衝壓縮的技術達到此目的，首先我們打算利用色散補償光纖先做第一級線性壓縮，找出最佳化長度之後，將輸出脈衝做適當的色散補償，然後再將輸出脈衝引入高功率光放大器做放大，最後再將脈衝引入單模光纖或色散位移光纖中做第二級壓縮，其中使用高功率光放大器為的是讓脈衝得到足夠的能量，使脈衝在單模光纖或色散位移光纖中能啟動非線性效應來產生平均功率大於1瓦、時間寬度小於100飛秒的脈衝。
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III-3. 飛秒高功率光固子壓縮自啟式加波鎖模掺鉺光纖雷射
超短光脈衝的許多應用上都需要光脈衝具有很高的能量，但這很難由雷射振盪器直接得到，所以需要在共振腔外用一個或多個放大器放大脈衝。在目前各種方法中，啾頻脈衝放大是非常有用的一種技術，其基本觀念是在脈衝被放大之前用一個非線性介質使脈衝引入啾頻，並利用色散介質將脈衝展寬使得峰值功率降低，因此比較不會達到增益飽和使單一脈衝可以獲得很高的能量。經過啾頻放大之後的脈衝再用一個色散補償介質進行壓縮，最後得到具有極高功率的超短脈衝，對於光纖式脈衝光源來說，由於傳統光纖中的模場很小，使得峰值功率和光纖長度的乘積限制在1 kW×m左右。大多數光纖光源中之光纖長度有幾公尺以上，使得其中的峰值功率限制在0.5 kW×m以下，因此傳統光纖並不適合用作啾頻脈衝放大器的色散補償介質。我們的研究是利用非線性光學中的光固子效應壓縮飛秒光纖雷射產生一個壓縮脈衝光，然而光固子壓縮造成脈衝品質的劣化程度與光固子階數成正比。為此我們提出了利用大模面積的高濃度掺鉺光纖來製作掺鉺光纖放大器，除了進一步縮短掺鉺光纖的長度之外，更使得脈衝在被放大過程中，所產生的非線性效應能夠達到最小化。而在脈衝被放大之前，我們利用單模光纖預先引入適當的負啾頻量，目的是要預先補償在放大的過程中所引入的正啾頻量，使脈衝在放大的過程中能夠連續地窄化。這樣的架構能夠降低光固子壓縮的階數與抑制底座的產生。在預啾頻脈衝放大之後，我們選擇一段最佳的單模光纖長度，擷取出在光固子效應下最窄的脈衝。利用這種設計可以獲得一個波形完整乾淨的壓縮純高斯脈衝，脈衝寬度為56飛秒，放大壓縮後的峰值功率為46千瓦。最後，為了更進一步縮短脈衝寬度，獲得更大的壓縮率，我們將單模光纖與大有效面積光纖結合成二階式的光固子壓縮，其脈衝寬度更可由原始的300飛秒壓縮到30飛秒，而脈衝的峰值功率也得以有700倍以上的放大。
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IV. 全光光纖通信訊號格式轉換與邏輯閘處理技術
全光網路(All Optical Network)已經成為未來高速光纖通訊網路一個重要的研究課題。在全光網路中，為了避開光轉電、再由電轉光的這種光電光處理過程所造成的網路瓶頸(network bottleneck)，各種全光訊號處理元件與技術皆建立在光對光的直接處理，以適應早已超過電子元件處理速度的高速光載波。另一方面，最後一哩(last mile)的選擇除了光纖到家(Fiber to the home，FTTH)之外，光纖微波 (Radio-on-Fiber，ROF) 傳輸架構也為光纖網路及無線網路搭起了一道橋樑，實現了網路無所不在的終極目標。如下圖所示，即為一利用全光信號處理元件與技術連結光纖骨幹網路與光纖微波混成網路之系統架構。發展高重複率以及窄脈衝寬度的歸零格式載波光源在全光訊號處理元件的測試上顯然是刻不容緩的工作。
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在先期研究工作成果上，我們研究群首次利用一般法布里-珀羅雷射(Fabry-Perot Laser Diode，FPLD)作為全光通訊格式轉換元件，開發>10Gbit/s (OC-192)全光學式不歸零(NRZ)轉歸零(RZ)格式轉換器，用來將低頻寬需求的不歸零資料轉換為歸零資料再以被動分時多工模組整合成更高速率之分時多工資料流。同時，這種歸零格式資料流的光時鐘/資料回復將利用自製的半導體光放大器光纖環雷射系統來達成。另外我們將以注入鎖定面射型半導體雷射(VCSEL)與半導體光放大器(SOA)以及光纖雷射(EDFL)連結，實現OC-768 (40 Gbit/s)光纖通信全光訊號格式轉換(All-Optical Data Format Conversion)以及研發全光數位邏輯閘(All-Optical Logic Gate)元件。我們也將與合作研究群建立並連結全光網路與光纖微波(Radio-on-Fiber，ROF)傳輸網路之混成實驗系統。而我們在半導體雷射上利用光注入鎖定技術實現10~40 Gbit/s全光訊號格式轉換以及全光式3R再生器元件，將有助於建構與長距離光纖微波傳輸系統聯繫的高位元率全光網路技術。我們未來研究中一個重要目標是建構全光訊號處理元件/子系統所必需的次兆位元率(Sub-Tbit/s)歸零格式脈衝載波光源，我們將利用摻鉺光纖放大器、行進波半導體光放大器、與光纖拉曼放大器做為增益介質，並配合自行研發的新型低耦合損耗光纖熔接技術與高倍頻因數鎖模脈衝產生技術，來開發各式重複率達到200 Gbit/s以上的次兆位元率歸零格式脈衝載波。
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V. 未來研究展望
在奈米矽晶基礎研究計畫上，我們實驗室未來主要目標在於藉由理論模型預測與實驗現象的配合分析，瞭解奈米矽結構間之光子與載子交互作用機制，表面電漿增強誘發螢光與拉曼位移及其與血液中蛋白質分子間的電性與光性變化等物理效應。本研究並將透過新發表之製程精確微調成長參數達到三維控制奈米矽晶或金屬量子點結構，以及利用脈衝雷射與奈米金屬量子點光罩進行當場與區域性操控，藉以產生並觀測這些介觀多孔氧化矽或矽基量子侷限結構中，奈米矽晶載子的量子耦合穿遂理論與準三維量子化空間電荷聚積效應，特別是在表面態自侷限激子、與量子侷限結構能態對光激與電激螢光的主導性進行釐清，藉此瞭解如何增進載子傳輸、光能轉換、與表面電漿波激發與增強的最佳化性能與效率。在應用研究上，本研究計畫將提出進一步設計操控並優化的矽材料奈米結構，例如摻雜型矽奈米球、p-n接面奈米矽柱、與角錐型二維奈米矽量子點等結構。再配合首度開發之多孔隙二氧化鈦介觀結構與貴金屬奈米量子點自聚合製程，將可研製多款新穎之光電元件例如藍紫光增效型全矽製輻射光源與偵測器、奈米矽敏化氧化還原太陽電池、與生物分子感測用二維表面電漿波生物晶片等。實驗室預期建立的硬體設施包括成長矽基或金屬奈米點量子侷限結構材料的臨界功率超低壓氣相沉積製程系統，近場光激和電激螢光與顯微拉曼分光光譜與表面電漿波生物晶片診斷系統，以及奈米高分子半導體敏化太陽電池製程設備與標準太陽能源轉換效率分析系統。我們預期計畫的成就將會集中在演示奈米矽晶量子點材料光性與電性模型建立，新穎奈米矽與金屬量子點結構的多樣性結構設計與製程開發探討，以及研究奈米矽晶在藍紫光區輻射/吸收/感測、能源轉換增效、與表面電漿波蛋白質檢測晶片光電交互作用機制，藉此作為開發全矽製輻射光源與偵測器、奈米矽敏化氧化還原太陽電池、與蛋白質分子感測用奈米矽/金屬混成表面電漿子生物晶片等新穎元件之基礎。
在光纖雷射與全光通信研究上，下一階段我們將專注於研究在通訊波段的新型超寬帶(ultra-broad-band)量子點半導體光放大器(Semiconductor Optical Amplifier，SOA)作為波長可調與多通道全光通訊格式轉換元件之性能，並用以開發>40 Gbit/s波長可調之全光式歸零(RZ)格式3R(再放大、再整型以及再定時)再生器。由於新型量子點半導體光放大器的寬增益帶寬、高功率、及小體積等優越特性及此架構具有波長轉換/移動的功能，我們預期此子系統將有機會在都會網路對都會網路的全光網路核心節點或長距離骨幹(backbone)傳輸中，取代傳統分波多工網路中藉由光電光(Optical-Electrical-Optical Conversion，OEO)轉換實現之光互連器(Optical Crossconnectors，OXC)，以及在全光網路中扮演全光邏輯閘等關鍵性元件的角色。我們也計劃研究以10, 40, 80 GHz超高速背向光注入式(Backward Optical Injection)交互增益調制(Cross-gain Modulation)技術，開發頻率再生(Frequency Regenerative)式80~320 GHz次兆赫級倍頻鎖模(Frequency-multiplied Mode-locking)半導體光放大器光纖環飛秒雷射，用以發展次兆位元率(Sub-Tbit/s)全光訊號處理網路之元件測試載波光源。同時我們也將建立空心光子晶體光纖與傳統單模光纖之間的熔接與耦合技術，透過光子晶體光纖(Photonic Crystal Fiber，PCF)所架構的光纖環鏡，配合高速鎖模雷射光源將可產生400~1600 nm的超寬連續光譜與穩定的全光纖式超短飛秒脈衝雷射載波。計劃中也利用光子晶體光纖或摻鉺光纖為主之非線性光纖環鏡(Nonlinear Fiber Loop Mirror)，進行次兆位元率光纖雷射脈衝壓縮產生>100Gbit/s、100~500fs、>1 Watt的高速高功率飛秒光纖雷射載波。為維持新穎的次兆赫鎖模脈衝光源的時基穩定，我們將持續發展40~200 GHz以上頻率再生回饋控制系統，應用於頻率再生式分數諧波鎖模光纖雷射的雜訊抑制上，並研發次兆位元率取樣測試技術量測全光訊號格式轉換元件與邏輯閘元件的訊號響應。開發80-200 GHz 次兆赫C+L-band頻率再生式，摻鉺光纖/拉曼光纖放大器(Fiber Raman Amplifier)混成因數諧波鎖模(Rational Harmonic Mode-Locked)雷射系統，並發展各式脈衝強度擾動、拍頻、超模、與相位雜訊之抑制電路與光路系統，用以實現超低雜訊、長波長、次兆位元率(Sub-Tbit/s)全光訊號處理網路之元件測試用歸零格式載波光源。
青春痘的外用藥是不是療效都差不多？
有此一說：
青春痘的外用藥是不是效用都差不多？
看過很多醫師，拿過很多藥，擦來擦去就那幾種，有時醫師還問我這次要用哪一種的。
是不是只要有痘痘就拿手邊現有的藥就可以自行擦藥處理？還是要每次看診？那家人可以共用外用藥嗎？
醫師回答：
（楊是韻皮膚專科診所主治醫師 洪志淳醫師）
青春痘的藥物其實有不少種，作用也各不相同，大部分可以分為幾類：
1. 外用抗生素類、過氧化苯：可以抑制痤瘡桿菌生長，對於發炎的痘痘特別有效。
2. 外用A酸：可以讓皮膚的角化情況正常化，減少毛孔的阻塞，進而減少或預防粉刺。新一代的A酸還有些抗發炎
的效果。
3. 杜鵑花酸：以上的既有抗菌的效果，也有去粉刺、促使角化正常的效果，只可惜兩者的效果都略遜於上面兩種藥
物，好處是刺激性比較低。
4. 收斂劑：例如有硫磺成分的洗劑。
以我的看診習慣而言，由於每種藥物都各有所長，要視病人狀況來決定開立何種藥物，當然病人也在使用後可以描述擦後的感覺或療效來討論用藥。由於每個人的狀況都可能有所差異，並不建議共用外用藥。是不是要用口服藥，也要視嚴重情況而言。
治療痘痘說起來簡單，吃藥擦藥就行了，不過賣瓜的老王認為這其實還是有一些學問的。如果您每次都一下子就換醫師，那大概真的每次拿的藥都擦不多。重要的是如何調整和持續治療喔！祝早日抗痘成功！
本文由【KingNet 國家網路醫院】提供