第六十四期 2011年5月刊
 
 
 
發行人:林清富所長  編輯委員:陳奕君教授  主編:林筱文  發行日期:2011.05.05
 
 

本所5月份演講公告:

日期

講者簡介 講題 地點 時間

光電論壇

5/6 (Fri)

張純吉臨床心理師
臺大心理學碩士
高考臨床心理師

從生活壓力到生命活力

博理館

101演講廳

15:30~17:30
5/13 (Fri)

陳明豐院長
國立臺灣大學醫學院附設醫院

健康產業發展與科技運用的前瞻—醫療與異業結合

博理館

101演講廳

15:30~17:30

 

 
 
4月份「光電論壇」演講花絮(花絮整理:姚力琪)
時間: 100年4月15日(星期五)下午3點30分
講者: 黃煌雄先生(台灣研究基金會創辦人、第四屆監察委員)
講題: 談台灣精神—從「台灣的孫中山」—蔣渭水世代的追求談起
  黃煌雄先生於4月15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「談台灣精神—從「台灣的孫中山」—蔣渭水世代的追求談起」。黃煌雄先生演講內容精彩,本所教師及學生皆熱烈參與演講活動,獲益良多。
   

本場演講者黃煌雄先生

 

 
時間: 100年4月22日(星期五)下午3點30分
講者: 沈元壤教授(Professor of Graduate School, University of California, Berkeley)
講題: Surface Nonlinear Optics
  沈元壤教授於4月22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「Surface Nonlinear Optics」。本所教師及學生皆熱烈參與演講活動,獲益良多。
   

 

本場演講者沈元壤教授

 

~ 光電所所學會籃球賽  花絮報導 ~

時間:100年4月10日 ;地點:臺大綜合體育館

花絮整理:所學會會長呂孟謙

所學會及所辦合力在2011年的4月10日,舉辦了光電所「第一屆光電盃籃球競賽」。同學們相當踴躍地報名參加,總計報名了12隊的五對五籃球賽、22隊的三對三鬥牛賽、以及60人次的三分球大賽。

五對五籃球賽以實驗室為單位報名,同學們都非常賣力地為自己所屬的實驗室爭光而奮力一搏。值得一提的是,這次連何志浩教授也都代表電二301實驗室親自下場參與,叫我們怎能不對何教授肅然起敬。在一番激戰之後,由電二531實驗室獲得了冠軍頭銜。

而三對三籃球賽,很意外地我們被所辦家屬隊打得七零八落,居然讓他們一路打到了冠軍賽,所幸最後由楊耀揚隊以一記buzzer beater,在最後一秒鐘射進關鍵分,以一分之差擊敗了所辦家屬隊贏得冠軍,為我們青年學子們爭回了顏面。

三對三冠軍隊伍楊耀揚隊接受所長表揚  三分球大賽冠軍劉大維同學接受所長表揚 

三分球大賽戰況激烈,大家的分數都在伯仲之間,原本所長林清富教授也要親自下場參賽,不過礙於場地規定,所長因為著皮鞋進場而不被允許投球。最後由電二305B的劉大維同學脫穎而出,獲得了三分球大賽的冠軍。

要特別感謝,所長即使人不在國內,也非常關心同學們的活動,甚至飛機一抵達國內,就趕來與同學們同樂,也幫忙表揚了三對三鬥牛賽以及三分球大賽兩項比賽的勝出同學,真的是讓同學們都感受到所長滿滿的熱情與親和力。

一整天的比賽相信讓光電所同學們彼此間的感情都在喧鬧聲中不知不覺地加深了許多。甚至像博理312實驗室,幾乎傾巢而出,全實驗室都出動一起賣力為同學們加油。一整天的活動下來,我想對於有參與其中的同學來說,應該是枯燥的研究生涯中一個很不錯的快樂回憶吧!

五對五冠軍隊伍電二531隊合影留念  光電所同學們報名踴躍,讓當天戰況非常激烈 

 

 
 
Surface Plasmons and Its Application in Plasmonic Thermal Emitter (PTE) and Solar Cell

 Professor Si-Chen Lee

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 李嗣涔教授

  • “Localized shape resonance on silver film perforated by H-shaped and more complex shaped hole arrays”, Hao-Fu Huang, Yu-Wei Jiang, Hung-hsin Chen, Yi-Ting Wu, Yi-Tsung Chang, Fang-Tzu Chuang, and Si-Chen Lee, Optics express, Vol. 19, Iss. 6, pp. 5225–5231 (2011).

    (a) (b)

    Fig. 1 (a) Top view and structure parameter of samples 1 to 3. (b) Zero-order transmission spectra at normal incidence of samples 1, 2, 3. The vertical red dash line represents the theoretical position of degenerated (1, 0) Ag/Si mode.

     

  • “Wavelength Selective Plasmonic Thermal Emitter by Polarization Utilizing Fabry-Pèrot Type Resonances”, Pei-En Chang, Yu-Wei Jiang, Hung-Hsin Chen, Yi-Tsung Chang, Yi-Ting Wu, Lawrence Tzuang, Yi-Han Ye and Si-Chen Lee, Appl. Phys. Lett., 98, 073111 (2011).

    (a) (b)

    Fig. 2 The schematic view of (a) a MIM PTE with rectangular metallic patch arrays as top layer. (b) Emittance spectra of three samples with all dx equal to 2 mm and dy = 3, 4 and 5 mm, respectively. The LSP (1, 0) and (0, 1) modes are at wavelength of about 6 mm and 8 mm, respectively. The green dotted curve is a fit of LSP (0, 1) to a Sin2θ dependence, while the blue fit curve of LSP (1, 0) to a Cos2θ dependence.

     

  • “Hydrogenated Amorphous Silicon Solar Cell on Glass Substrate pattered by Hexagonal Nano-Cylinder Array”, Wei-Chen Tu, Yi-Tsung Chang, Chieh-Hung Yang, Dan-Ju Yeh, Chung-I Ho and Si-Chen Lee, Appl. Phys. Lett., 97, 193109 (2010).

    (a) (b) (c)

    Fig. 3 The SEM pictures of (a) the side view of the patterned solar cell on nano-cylinder array glass substrate. (b) The top view of the patterned solar cell after completion. (c) Measured EQE of flat and patterned solar cells.

 

Modal Characteristics of Antiresonant Reflecting Pipe Waveguides for Terahertz Waveguiding

Professor Hung-chun Chang

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 張宏鈞教授

The pipe waveguide is promising for terahertz (THz) waveguiding owing to its low-loss feature and simple structure. In this work, modal characteristics of the leaky core modes of the pipe waveguide are investigated in the THz range. Utilizing the finite-difference frequency-domain (FDFD) mode solver, modal indices and attenuation constants of the core modes which are frequency dependent are calculated for different core diameters, cladding thicknesses, and cladding refractive indices. It is found that at certain frequencies no core modes can exist. Comparing these frequencies with the resonant frequencies of the cladding reveals that the guiding mechanism of the core modes is that of the antiresonant reflecting guiding. Calculated results also suggest that, to have a low-loss and high-bandwidth pipe waveguide, large core diameter, thin cladding thickness, and low refractive index are desired. The effect of material absorption is also examined, which shows that the attenuation constant magnitude will be increased and the increment is more significant at higher frequencies. Moreover, modal patterns are shown for the fundamental mode and the higher order modes, including modal intensity distributions and electric field vector distributions. It is observed that modal patterns of the core modes of the pipe waveguide resemble those of the guided modes of the step-index fiber. From the spectrum of the attenuation constant, it shows that the fundamental mode (HE11-like) has the smallest attenuation constant and is the dominant mode for the pipe waveguide investigated. Using time-domain spectroscopy to measure the transmission spectra of PMMA pipes in collaboration with Prof. Chi-Kuang Sun, guiding mechanism of the pipe waveguides was experimentally confirmed to be that of antiresonant reflecting guiding. (Optics Express, vol. 18, no. 1, pp. 309–322, 22 January 2010.)

Fig. 1. (a) Cross-section of the pipe waveguide, where n1 = 1 (air). (b) The cladding can be viewed as a Fabry-Perot etalon.

Fig. 2. (a) Modal indices and (b) attenuation constants of the fundamental core mode of the pipe waveguide for D = 7 mm and 9 mm.


Fig. 3. (a) Modal intensity distributions and (b) electric field vector distributions of the first twelve lowest modes of the pipe waveguide at 380GHz.

 
 
論文題目:光學同調斷層掃瞄技術及於口腔疾病診斷應用

姓名:李正匡   指導教授:楊志忠教授

 

摘要

我們首先針對口腔下黏膜纖維化疾病提出兩種可以使用在光學同調斷層掃瞄影像中的診斷指標,其次發展了一套可以針對光學同調斷層掃瞄影像臨床即時分析口腔癌前病變的軟體。第三部份在探討金奈米環具有獨特的表面電漿共振特性,並且利用金奈米環來提高影像對比度,我們讓其滲入豬脂肪組織中,以觀察金奈米環由於表面電漿共振而產生的吸收及散射特性。最後,我們採用光斑變化分析方法,探討金奈米粒子在老鼠肝臟組織中的擴散情形。

圖一、冷藏過豬脂肪組織滲入特定尺寸金奈米環後,藉由光學同調斷層掃描光源激發一小時前(左圖)後(右圖)變化。

圖二、口腔黏膜輕度上皮變異(上(a)圖)與中度上皮變異(下(a)圖)的光學同調斷層掃描影像藉由標準差映像法((b)圖),自動標定上皮層及變異細胞範圍的結果((c)圖)。

圖一

圖二

 

 

論文題目:近紅外光超螢光二極體

姓名:郭適豪   指導教授:孫啟光教授


摘要

在本論文中,我們提出了兩種全新類型的超螢光發光二極體元件,這些特殊的元件可同時結合了雷射的高功率,以及發光二極體的寬頻特性。

第一種元件為雙極性串接超螢光發光二極體 (Bipolar cascade superluminescent diode)。我們在多波長量子井主動區中插入了一個反置之高摻雜且厚度甚薄的p-n層成為穿隧接面,當載子靠近此薄接面兩側會被其強電場吸引而穿隧道另一主動區,因而在不同主動區都有具有幾乎相同數目的載子注入,創造了一個載子均勻分布的環境。第二種元件為橫向接面架構的超螢光發光二極體 (Transverse junction superluminescent diode)。我們利用局部鋅擴散的方式,在多重發光波長的砷化銦鎵多重量子井的主動區側邊製作了一P型區。在此架構下,從正電極注入P型區的電洞應具有相等位勢,而可均勻地且集中地從側壁的注入到主動區中,並與電子復合發光。在我們所提出的橫向接面超螢光二極體中,其光頻譜的峰值位置與頻寬不隨著電流改變而劇烈變化,提供了較大範圍且頻寬較穩定的電流調制區域。除此之外,其頻譜特性乃是取決何處頻率具有最高的材料增益以及最好的光場侷限。

圖一:BC-SLD

 

圖二:TJ-SLD

 

 
 
 

— 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、陳韋仲 —

日本產業技術綜合研究所(產綜研)開發出可檢測人體動作的CNT應變感測器 

日本產業技術綜合研究所(產綜研)奈米管應用研究中心的Super Growth CNT研究小組主任研究員山田健郎,開發出了利用單層奈米碳管(CNT)的可彎曲性應變感測器。藉由黏貼在衣服與身體上,可檢測膝蓋屈伸、手指活動及呼吸發聲等人體動作。可望應用於醫療與保健領域,例如進行復健治療時,在不妨礙患者活動的情況下做各種動作的監控。此研究已刊登在學術雜誌「Nature Nanotechnology」的網路版上,未來有機會邁向元件的實際應用。

該應變感測器將已對齊的單層CNT薄膜黏貼在具伸縮性的高分子基板上,並利用CNT膜的電阻變化做應變的檢測,可檢測大到280%的應變,產綜研表示,該檢測能力相當於「原金屬製應變感測器的將近50倍」。對於150%以下的應變,該感測器具有可使用1萬次以上的耐久性。另外,該感測器對於應變的響應時間為14 ms,「在可測量100%以上大型應變感測器中,該產品的速度最快」(產綜研)。

傳統金屬應變感測器可彎曲程度較差,在測量人體動作時會有動作受限的問題(可檢測的應變為5%左右)。雖然市面上另外有採用導電性材料及高分子複合材料的應變感測器,但當發生劇烈應變時就會出現蠕變變形,「變形後恢復至可測量應變的穩定狀態需費時100 s以上的時間」(產綜研)。此次的感測器除了前面提到的可彎曲程度較高之外,與採用導電性材料及高分子複合材料的感測器相比,蠕變的恢復速度也提高了20倍以上。

產綜研奈米管應用研究中心開發出含碳純度較高的單層CNT合成法—「Super Growth法」,使單層CNT的應用開發有了進一步的發展。將垂直對齊的長尺寸單層CNT薄膜進行高密度處理,使其安置在Si晶圓上,成功製作出了高密度對齊CNT晶圓。此次透過將這種高密度對齊CNT晶圓並以任意對齊方向黏貼在可彎曲性高分子基板的任意位置,進而製作出可彎曲元件。

圖一、 奈米碳管應變感測器製程概略流程圖

 

圖二、 對齊之奈米碳管、雜亂之奈米碳管及金屬感測器之應變檢測對照圖

 

圖三、 CNT應變感測器之應用例子:abc為呼吸及發聲監測、de為膝蓋動作之監測、fg為手指活動監測

 

中文新聞來源: http://big5.nikkeibp.com.cn/news/elec/55775-20110329.html

論文來源:

“A stretchable carbon nanotube strain sensor for human-motion detection”
http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2011.36.html

   
 
 
 
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