～ 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 ～

【之一】

撰文：光電所碩士班學生李妍儀

【續上期】

比利時的面積跟台灣差不多大，但人口只有台灣的一半，而根特又是小城市，所以跟台灣的人口密度差很多。比利時的時間晚台灣六小時，冬天的時候會晚七小時。夏天的太陽四、五點就出來，九點左右才日落，但冬天則是八、九點日出，五點左右日落。比利時一天中的天氣很多變，早晚溫差很大。時常下雨，但比起台灣氣候仍然算乾爽，氣溫整體來說滿舒適的，不常下雪。冬天因為有暖氣又乾爽，在戶外的時間也不多，所以覺得不比台灣冷。天氣好的時候，河岸兩旁會聚集很多人曬太陽野餐，在歐洲很難得看到陽光，他們喜歡曬太陽，在那邊不會看到拿陽傘的人。奇怪的是，就算下雨他們也不太喜歡撐傘，寧願淋雨。

比利時名產有啤酒、巧克力、薯條跟鬆餅，物價大概是台灣的兩到三倍，剛開始去的時候很不習慣，尤其外面隨便找一家餐廳吃飯大概就要10歐元，所以要省錢都要自己煮。我的鄰居有時候會邀請大家來吃他們煮的食物，或是他們家人來拜訪時會煮一頓飯給大家吃，在廚房大家常常互相討教廚藝，可以嘗試到不同國家的料理。有兩間超市離宿舍很近，去年根特也新開了一家中國超市，所以不用擔心買不到習慣的食材，水果選擇真的比較少就是了，但既然都到歐洲了，多嘗試當地的食物，會發現意外的驚喜。除了食物外，生活用品跟衣服也不比台灣便宜，商店一年只打兩次折，分別是聖誕節後跟七月，其他時間不打折。

歐洲最令人困擾的就是晚上、周日跟國定假日商店都關門，似乎是政府的規定，跟台灣的便利性相差很大，沒有24小時的便利商店，周日要逛街也不行，只有餐廳會開。晚上的休閒活動，就是party或去酒吧聊天。宿舍區附近生活機能不錯，超級市場、麵包店、小吃店、酒吧、電影院等晚上會開的商店都有，宿舍附近的酒吧很多，晚上街上常常聚集很多學生在喝酒狂歡，非常熱鬧。宿舍附近大廣場不定期的會舉辦大型活動，都是短期而且活動式的，可說是花樣百變的大廣場。市區熱鬧的地方也會舉辦根特節、聖誕市集、燈光秀等。交通算方便，根特公車跟火車算準時，腳踏車也很方便，都有特定的單車道，車子也會禮讓腳踏車及行人，在歐洲騎腳踏車是很享受的一件事。

在歐洲生活跟台灣比相對悠閒，歐洲人也比較懂得享受生活，對生活品質要求很高，薪水高社會福利也很好。他們偶爾會有大規模的罷工，那是他們表達抗議的權利，但是對我們留學生來說非常不方便，交通癱瘓導致沒辦法通勤，如果上課或考試遇到罷工，通常學校會體諒，但是旅遊期間遇到罷工，只能算運氣不好了。在歐洲生活很不錯，但也沒想像中那麼浪漫美好，食物台灣就贏很多了，便利性也完全不能比，物價又高，但是他們重視勞工的利益與聲音是我們台灣值得學習的。【精彩內容，下期待續～】

【之二】

撰文：光電所碩士班學生蔡孟珂

【續上期】

EM計畫最獨特之處就是同一屆學生會到不同學校學習，在暑假，大家（碩一生+碩二生）會相聚在Summer School。Summer School舉辦地點是在參與的各校間輪流，為期十天，包含學生旅遊（兩天一夜）、學生口試、教授演講、BBQ、畢業晚宴、畢業典禮等，內容豐富而且免費！我這一屆Summer School在VUB舉辦，所以我參與了學生旅遊活動安排，有攀岩、獨木舟、城堡、鐘乳石洞等，都是比利時東南部的特色，而且有趣中不失挑戰性；口試時間約為20分鐘報告及20分鐘提問，比較特別的是，所有與會人士（老師+所有學生）都能發問，而老師們共同擔任所有碩二生的口試委員並給予分數；請來演講的教授是在不同領域享譽國際的神人，但你知道的，有時候很會做研究的人並不一定會說故事；值得一提的是，在BBQ時看到老師們也蹲下來跟學生一起烤棉花糖，那畫面實在是太萌了！

畢業的必要條件是修課、論文和Summer School。修課是認識新朋友的好機會，除了討論課程內容外，下課後若是天氣好也可以約到學校內的啤酒屋喝啤酒或咖啡、聊天、曬太陽；論文學習到的不只是研究主題和研究方法，更是可以從與師長溝通的過程中體會到真實力量的溫和蘊藉，進而升起效法之心；神奇的Summer School，會讓人在短短的十天內跟同學產生深厚的友誼，是難忘的一段日子。

曾經，以為拿到畢業證書的那一刻會激動不已、興喜若狂，然而，事實上卻不是如此，我異常平靜，了解到畢業其實也不過是水到渠成，是結束也是開始，是分離也是再相見的契機，那一刻，其實再尋常不過，不是嗎？【精彩內容，下期待續～】

城堡下之划獨木舟其實並不悠哉		極富親和力的岩石，拍照效果十足
東西掉落也不會有湖神出來問你是金的還是銀的之鐘乳石洞地下河		在VUB內和樂融融烤棉花糖

【之三】

撰文：光電所碩士班學生蘇建儒

【續上期】

當去英國留學的時候，不免地會需要修課來得到所需要的學分。當我在臺灣大學修課的時候，每個人被要求要修24學分，算法是這樣的：1學分等同於一堂課的時間，一門課則有3學分，也就是說每學期需要修四門課，才能在一年內修完所有學分。英國也是有同樣的計分方式，當學生累積到該修的學分數，就可以畢業，只是英國的學分改成叫做ECTS，雖然算法一樣，但是實際上在英國聖安德魯斯大學修課方式跟臺灣大學有很大的差別，尤其是課程上的設計是很微妙且細膩的。第一，課堂上不一定會教得很多，但是教授會教最重要基礎的部分；所謂的重要基礎就像是武俠小說的內功，可能武功招式各有門派，但是內功的深厚卻可以讓即使不會招式的人，出手不凡；這些東西在應用物理上，包括了基本理論熟悉程度、看事情的敏銳觀察力，還有分析事情的能力強弱。因此在課程上，幾乎每門課一定有分組討論專題、口頭報告，和小論文的寫作，譬如我曾修過的雷射物理這堂課，在教過很多雷射理論之後，就需要大家分組設計一個Ti: sapphire tunable laser；也就是說，課程的設計在考驗大家怎麼把抽象的物理理論或想法帶往實際完成；過程中會讓我們思考如何從know how to do的層面變成how to do that or why you make that的層次。我認為，在經過一年的修課之後，教授們教學目的就是希望學生擁有這些最重要的能力，而不是你會把數學算對，把理論背好和考了教授眼中的高分。牛頓也曾經說過，如果說他站得比別人遠，他只不過是站在巨人的肩膀上。因此如果我們學生要進步，一定要有足夠多的巨人，來提供我們一些寶貴的建議。國外上課時，教授是很願意分享經驗的；教授在每次上課，都會熱心地丟出問題，來讓我們腦力激盪。除此之外，在學生每天上實驗課的時候，都會有教授給我們實驗上的建議；實驗做完了也要跟教授做一個小時的討論，這當中你隨時可以彈性地發問問題，但要注意的是，他們只是給我們建議，而不是這就是標準答案，如何完成實驗，或是理解背後的物理意義還是我們自己要去完成的。總而言之，在英國期間的碩士修課在我的感受上來說，教授就像一個從旁協助的角色，在課程的訓練上，慢慢引導我們去理解他們的物理思想和邏輯，而不只是很單純地教完課程上的知識。當然這些過程跟在台灣的學習生態蠻不一樣的，自己覺得如果之後學弟妹要出國修課前，可以試著多思考，譬如怎麼把一件事情做好，或是如何把做一件事情的原則用到十件事情上面。這種歸納或分析能力在修課上面都會有相當大的幫助。

PS. 圖一是我們雷射分組討論時的白板。圖二則是我在聖安德魯斯大學自行完成的非線性光學實驗。

圖一、設計Ti: sapphire laser時的討論白板		圖二、非線性光學實驗課的器材

由於英國碩士制度是一年期間，所以課程是相當密集的。在前半年必須要修完所有的課，達成一半的學分之外，下半學期則是要求我們在三到四個月之內要開始在實驗室中學習做研究，然後寫一篇研究論文。其實，三到四個月給一個人做研究的時間是相對少的。對博士班修業有所瞭解的人便知道，在博士班的訓練上，一年時間能夠掌握自己研究主題的理論、其相關重大實驗的里程碑，及了解主題之最新技術，已經是很難能可貴了。因此，僅僅不到半年的時間內，並不是要求我們完成一個很偉大的研究，而是要了解如何把研究的態度抓對，和在研究過程中能夠讓教授看到我們自身學習的能力，譬如說你如何發現問題、找出問題的癥結點，和如何解決問題的過程。如果有把這些重點抓住的話，表現出來的態度就自然而然會讓教授滿意。

我在聖安德魯斯大學是在物理學院中的W-Squad實驗室做雷射方面的研究。我們的老闆是有名的Wilson Sibbett，在1990年的時候，他和其研究團隊是第一個實現出Kerr Lens Mode-locked laser技術的研究群。在這麼厲害的實驗室中，雖然心情是戰戰兢兢的，不過卻可以學到很多做頂尖研究的認知。首先，當我們開始做研究之前，一定要對自己研究的相關文獻有了解，這會影響到研究主題的訂定。在國外，教授很要求我們做的研究是走在最新的技術層面，因為只有走在最前端的技術或想法，才可以讓研究有進展性，有進展性的研究可以讓科學家有更多的討論空間和引發新的想法。像我做的研究主題是有關於雷射相位雜訊的計算，算雷射相位雜訊的方式有兩種方式，雖然學術界這兩種方式都有人使用，然而卻沒有人做一個完整的比較。所以我的研究目標就變成是把這兩種方式做一個比較，並告訴學術界的人們，什麼算法是較好的。這個不僅僅是彌補了前人不足的地方，還間接積極告訴後人一些新的未曾有過的概念。所以，訂定一個有新探討空間的主題是很重要的。

當訂定你的研究主題之後，就可以開始著手於研究的部分。賈島曾說過「十年磨一劍」，研究也是如此。所以說做研究，雖然是學海無涯，但是就是要不斷地探索，持續地讀論文，然後增加自己整理數據、分析問題、解決問題的能力。這些過程中，多少會有挫折，但就是不能氣餒，在錯誤中學習，這樣也才是正確的研究態度。

總而言之，研究的部分，許多經歷實在是無法用言語表達的，只能簡單告訴各位學弟妹，我在台灣讀書和英國留學的時候所接觸到的研究態度和一些精神，而且這些信念也是可以在日後要讀博士班或做研究助理時可以持續地保持的。【精彩內容，下期待續～】

圖三、光學研究室的工作情形。需要耐性、時間，和不斷地認真工作，才可以做出一個好的研究。

～ 與南京大學（Nanjing University）博士生交流活動 2012  系列報導 ～

【2012 兩岸光電科技博士生論壇】

(The 5^th Cross-Strait Ph.D. Student Forum on Photonic Science and Technology, 2012)

（時間：101年10月20日至10月26日；地點：臺灣大學）

【之三】

花絮整理：光電所博士班學生陳永璨

2012年10月22日下午，第五屆兩岸光電科技博士生論壇在臺灣大學羅清華副校長的致詞下揭開了序幕，展開一連三天的研討會交流活動。這次雙方參與的主要成員分別為南京大學物理學院祝世寧教授、王振林教授、仇鵬飛教授、鞠豔教授、熊翔教授，和來自南京大學、南京理工大學、南京師範大學、蘇州大學、南京航空航天大學等十四位博士生代表，以及臺灣大學光電所林清富教授、吳志毅教授，和本所十位博士生代表。研討會之初，雙方免不了先寒暄一番，並由林清富教授以及王振林教授對過去幾屆舉辦的狀況作一些回顧，並分別對臺灣大學以及南京大學之地理與人文作一些簡單的介紹。

就在大家仍思考著投影片中兩校優美的校園風光以及卓越的學術成就時，祝世寧教授接著帶來有關準晶體的精彩演說—「從黃金分割、彭羅斯拼圖到準晶」，演說從諾貝爾文學獎得主莫言與發現準晶體的科學家Shechtman的故事出發，一路講述了準晶體的晶體結構、對稱性以及其物理與光學特性。祝教授在最後甚至幽默地引用股票與斐波那契數列之間的關聯性來作結語。在場聆聽的林清富教授與黃升龍教授也很感興趣地提出了幾個問題，雙方就這個主題交換了一些想法與意見。

同學們聚精會神地聽講，圖中為南大學生隊長王力同學	祝世寧教授與提問者之間的交流

接著，在雙方的學生隊長王力同學與陳奕均同學就在場與會的博士生作簡單的介紹之後，正式進入了研討會的主軸，也就是博士生學術交流的部份。這屆的主題共分八種，分別為Display system、Solar cells、Nonlinear photonics、Sensing application、Silicon-based electronic device、EM wave、Physical optics & Photocatalyst以及Biological application。綜觀雙方博士生的演講，除了一些用語上的差異外，來自南京的同學們比較偏向理論與模擬方面的研究，而本校同學則比較偏向實作與應用方面。僅管如此，雙方對於彼此間的研究內容、方法與成果都能在各自的演說當中了解一二，特別是來自南京的同學們對每位同學的研究不管熟悉與否，都踴躍提問，其求知的欲望遠超過本所同學，這是我們需要學習之處。在第二天的研討會議程當中，黃升龍教授也帶來了關於OCT的原理與應用的演說，其發展潛力與應用層面之廣，也讓不少與會的聽眾相當感興趣。在會議之中，來自南京大學的柏豔飛同學與本所蔡君偉同學的演說，條理分明且思路清晰，表達能力亦是相當良好，能讓台下聽者很快掌握其研究相關的內容，進而有所啟發與感想，這也使得兩位同學分別獲得本屆雙方學生的最佳論文獎項。最佳人緣獎則分別由各自的學生隊長王力同學與陳奕均同學獲得，兩位同學在本次的活動付出了相當多的心力與時間作事前準備與學生之間的溝通聯繫，獎項實至名歸。

最佳論文獎—柏豔飛同學（右），由林清富教授頒獎	最佳論文獎—蔡君偉同學（左），由王振林教授頒獎

研討會最後在頒獎典禮與雙方同學交換禮物的儀式下告一段落。接著是帶領來自南京的同學們前往本所的實驗室參訪，目的是要讓本所實驗室更真實地呈現在同學面前。當然，同學們也藉此了解本所在光電領域各項研究中，卓越的研究成果其背後的功臣—各式各樣終年默默付出的儀器。這次研討會也在實驗室參訪後正式結束。

【之四】

花絮整理：光電所博士班學生蔡陵萱

起了一個大早，我們在10月21日與南京大學交流團的同學和老師們來到了宜蘭。對於第一次到台灣的他們，宜蘭這個地名相較於台北、日月潭、阿里山這些地方來說是比較陌生的。從台北出發沿途經過雪山隧道，眼前展現的是與台北全然不同的景致：是一個被山和海包圍的城市，景色相當宜人。第一站我們來到了蘭地書坊，在一間小小瀰漫著濃濃咖啡香的小店中，一組簡單的投影設備，張老師為我們介紹了宜蘭的歷史。我想南京的朋友們也深刻地感受到台灣的人文文化，很積極地參與討論著，當然張老師也不吝於回饋地給了遠從南京來的朋友們一個很熱情的文化之旅開場。接著，我們移動到宜蘭有名的蔥的故鄉—三星鄉。隨著目的地接近，我們看見了一個用稻草堆做成的龍貓，而行健村有機合作社的主人老早就站在外面迎接我們，熱情地招呼，在外面擺設了一頓有機餐，要我們趕緊用餐。大家或站或坐，面對著宜蘭的山、宜蘭的河、藍天，連飯吃起來都特別好吃。接著，我們就跟著有機合作社的主人走到了戶外，他向我們介紹了稻田灌溉的設計、行健村的灌溉水源等，行程安排得很恰當，當大家走累了，回來就看見一團一團的蔥油餅麵團和米苔目等著我們DIY。南京的同學和老師們也捲起衣袖做蔥油餅和米苔目，互相誇耀自己做的蔥油餅很美味，不知不覺大家在一陣又一陣的嬉鬧當中，越來越熟識。後來的香草菲菲香草花園，和溫泉魚體驗，都讓南京來的朋友們覺得驚喜又有趣。隨著一天的行程下來，其實改變了我很多之前對於對岸朋友們的印象。也因為這次南京交流這個研討會的舉辦，才能讓我有機會能夠和對岸的朋友們交流，瞭解他們的想法。我認為，大陸的學生對於活動能主動積極地參與，這個優點是台灣學生必須要去學習的地方。這次能夠向遠從南京來的朋友們介紹自己所生長的土地、美麗的風景、在地的小吃，讓我覺得這樣的活動對於南京的學生們和台灣的學生們是一個很棒也很值得的體驗。

Professor Sheng-Lung Huang's Laboratory

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 黃升龍教授

The aim of cancer therapies is mainly to stop cell proliferation or induce cell death. Cell death regulation is important for normal development and homeostasis. Cancer cells escape from death signals and continue their abnormal proliferation. Therefore, the ability to induce death in cancer cells has been a crucial biomarker for the efficacy of chemotherapeutic agents. However, individual cancer cells, even from the same population, vary greatly in their response to cell death stimuli. Measuring the response at the single-cell levels provide further pharmacokinetic and pharmacodynamics information, which aids drug development and regimen design. Developing a microscopic technology with non-invasive, in situ, label-free, single-cell spatial resolution may serve this long-term need. We report the detection of cell death at the single-cell level using ultrahigh-resolution optical coherence tomography (UR-OCT). An improvement in OCT technology currently provides axial resolution to approximately 1 μm and lateral resolution to 2 μm. We demonstrated that UR-OCT not only provides three-dimensional in situ single-cell imaging but is also able to delineate subcellular structure (i.e., the nucleus). Dead cells cannot be differentiated from live cells based merely on size. Many parametric analytic methods have been used to address this issue, including speckle fluctuation in time-lapse images. It was confirmed that back-scattering signals are lower in apoptotic cells, which is most likely due to the perturbation of mitochondria morphology during apoptosis. Nuclear disintegration after chromatin condensation provides high-signal-intensity peaks that facilitate the identification of apoptotic cells.

With the collaboration between GIPO team at National Taiwan University (NTU) and Professor Jeng-Wei Tjiu’s team at the NTU Hospital, a homemade UR-OCT system was developed to image single-cell basal cell carcinoma (BCC) in three dimensions and differentiate between live and dead BCC cells by not only morphological recognition but also parametric analysis. The BCC cell line was used because BCC is the most common skin cancer, and we are familiar with it. An image analysis approach was also developed to automatically extract deterministic information of a single cell.

This result is featured at http://www.octnews.org in October 2012.

Fig. 1. Microscopic image of BCC cell line and UR-OCT/confocal microscopy images of live and dead BCC cells. BCC cell line was suspended in Matrigel and imaged by a bright-field microscope (a). Live and dead BCC cells were randomly selected from the sample and scanned by UR-OCT and confocal microscopy. Live cell were encoded in green (b) and dead cell which was were encoded in red (e), according to the calcein and propidium’s fluorescence spectrum. Two-dimensional cross-sectional imaging (c, f) were performed across the center of each cell. Three-dimensional imaging of the whole cell (d, g) were realized by combining several cross-sectional images whose covering range were slightly larger than the size of the cells.

 

 

Professor Chi-Kuang Sun’ Laboratory

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 孫啟光教授

Led by NTU GIPO, laser-based nanoultrasonic technology is one of the most innovative tools for the noninvasive sub-surface nano-imaging. For the present nano-fabrication processes (22/32/45nm), it provides a possible solution to nondestructively monitor the yielding rate for mass production. Thanks to the piezoelectric multilayer structures and the ultrafast optical coherent control, we successfully photo-generated and synthesized the acoustic waveform with <10 nm wavelength, which determined the longitudinal resolution of a nanoultrasonic image. However, the lateral resolution is still severely restricted by the optical diffraction limit. Besides the previously demonstrated saturation technology, one way to improve the lateral resolution is to use nanorods as nanoultrasonic sources and probes. In order to realize the application, our laboratory currently has devoted to the comprehensive investigation of nanoacoustic vibrations in nanorods, including multiple orders of extensional and radial breathing modes. Figure 1 shows the SEM picture of the GaN nanorod array. We successfully measured several quantized (confined) vibrational modes in the studied nanorods, of which the frequencies agree well with the predicted results by using a finite element method (FEM) simulation. Figure 2 shows the oscillation frequency of the fundamental radial breathing mode as a function of rod diameter. We discovered that the mechanical properties, e.g. elastic stiffness constant C₁₁, in piezoelectric GaN nanorods start to differ from those of bulk GaN when the rod diameter shrink down to the order of or less than 50nm. That is, the softening effect in nanorods was observed once the rod diameter was reduced to <50 nm. In brief, we have well characterized the various confined vibrational modes of nanorods. The explored information serves as a foundation for future nanorod-integrated nanoultrasonic technologies.

Figure 1 (a) SEM picture of nanorods array. The average length is 1150 nm and the average diameter is 100 nm. (b) Observed acoustic spectrum and FEM simulation of the mode shapes of the extensional modes.

 

Figure 2 Measured oscillatory frequency as a function of rod diameter. The horizontal error bars represent the diameter nonuniformity based on the SEM images and the vertical error bars represents FWHM of the amplitude in Fourier-transformed oscillatory spectra. The black curve shows the theoretical oscillation frequencies of the radial breathing modes.

姓名：許隨贏   指導教授：吳忠幟教授

摘要

近年來光電元件效率提升愈來愈重要，除了在新材料的研發上努力之外，引進具有奈米結構的薄膜實為另一有效的方向。具有奈米結構的薄膜因在光電特性上具有可調性，近年來已有廣泛的應用。此薄膜因可以隨著製程方法來控制其光電特性及幾何結構形貌，所以可以在光電元件中加入奈米結構薄膜，改善原本元件的結構，用以增加元件效率。 本文首先探討利用有表面紋理結構的氟摻雜氧化錫透明導電基板鍍上白金，作為染料敏化太陽能電池 (Dye-sensitized solar cells, DSSCs)的對電極，而因為表面具有紋理結構的基板有程度不一的表面起伏特性，在鍍上白金後可以藉由表面接觸面積的增加來增加與電解質的反應，有效的提升染料敏化太陽電池的元件效率。 本文接著使用斜角蒸鍍法 (Glancing angle deposition, GLAD)來製作奈米結構薄膜，斜角蒸鍍法是利用原子在沉積過程中蒸鍍源和基板有傾斜角的情況製作而成。此種薄膜可以依據不同的成長條件，而且有不同的光電特性及幾何結構，而可以彈性的應用在光電元件上。 本文使用斜角蒸鍍技術來製作染料敏化太陽能電池所需的白金對電極。利用在大入射角的條件製作具有較高孔隙率的白金對電極，也是利用表面接觸面積的增加來有效增加元件效率。最後我們利用斜角蒸鍍技術製作氧化銦鍚薄膜 (Indium tin oxide, ITO)；在不同的入射角條件下，氧化銦錫薄膜會有不同的光電特性，如：折射率、穿透率及片電阻。最後本文則對斜角蒸鍍薄膜在不同的退火條件下所擁有的光電特性進行分析，找出退火溫度和時間對薄膜特性的影響。提供了日後光電元件應用之基礎。     圖一、具有nano-textured 白金對電極的DSSC元件結構圖   圖二、DSSC元件之Nyquist plot量測與模擬結果

論文題目：以自迴授光電振盪回路啟動無源歸零載波高密度分波多工二相位移鍵控與開關鍵控通訊技術

姓名：紀裕傑   指導教授：林恭如教授

摘要

利用自迴授光電振盪回路(optoelectronic oscillator、OEO)產生高重複率(high-repetition-rat)微波電訊號與低時基誤差(low timing jitter)歸零(return-to-zero、RZ)光脈衝之特性建構雙向高密度分波多工(dense wavelength division multiplexing、DWDM)二相位移鍵控(binary phase-shift keying、BPSK)與開關鍵控(on-off-keying、OOK)通訊網路。在頭端分別利用積體化分佈反饋雷射二極體-電吸收調變器(integrated distributed feedback laser diode and electro-absorption modulator、DFBLD-EAM link)及非線性操作Mach-Zehnder調變器(Mach-Zehnder intensity modulator、MZM)建構自啟動光電震盪回路產生10及40-GHz之歸零光脈衝，並進而產生無須傳統微波訊號源(synthesizer-free)之10及40-Gbit/s 歸零二相移相鍵控進行下行傳輸。接著，在光網路單元端再利用其下行歸零光脈衝載波以進行強度調變產生歸零開關鍵控進行上行傳輸，便可分別建構無須傳統微波訊號源之10及40-Gbit/s雙向歸零二相移相鍵控/開關鍵控傳輸。本論文成功探索出自啟動光電振盪回路新應用，並進一步將其拓展至網路系統，即是在於以無傳統微波訊號源方式建構下行二相移相鍵控與上行再利用歸零開關鍵控之混合式高速率光分時多工(optical time-division multiplexing、OTDM)與高密度分波多工存取網路。   圖一、40-Gbit/s無源歸零開關鍵控眼圖   圖二、40-Gbit/s雙向歸零二相移相鍵控/開關鍵控傳輸誤碼率

— 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、陳聖灝 —

原子光學：光的轉換或分光

在光學上分光器(beam splitter)是重要且經常使用的裝置，其對應的裝置可用於對物質波的探索，使原子干涉測量實驗更為方便。Giovanni Luca Gattobigio以及來自法國與美國的工作夥伴現已宣稱一種光子輔助設計使用光導引物質波傳播至許多不同的路徑(Phys. Rev. Lett. 109, 030403; 2012)。這個裝置可被配置為分光器或光束切換器(beam switch)。

兩道雷射交叉成45度的X形狀，從交叉點產生四個可能的路徑。其中一道雷射光束是用來作為從玻色-愛因斯坦凝結(Bose–Einstein condensate)耦合出的銣-87原子的導引。這些原子具有13 ± 2 mm s⁻¹的平均速度，而且交叉處會發生在凝結點(condensate trap)下方700μm的位置。

不管系統的功能如分光器或者切換器皆與交叉點的光束相對能量有關。當交叉的光束強度遠小於導引原子的雷射光束，將不會有分光的情形出現，同時因為在交叉區不同模態的弱耦合使得原子的路徑依舊沒有改變。當兩道光強度大略相等時，系統會進入切換區，同時原子的路徑被交叉的光束導引會完全轉換。在這兩個區域之間存在分光模式，讓四條光路徑都被占據。。

為了更能了解分光模式，研究人員做了量子與古典數值分析。使用分步傅立葉演算法(split-step Fourier algorithm)計算量子波包的動態並直接模擬蒙地卡羅法(direct simulation Monte Carlo method)對原子做古典運算。量子與古典模擬產生相當相近的結果，而且作者報告指出分光模式來自於混亂的(chaotic)散射力學。在混亂的區域內，初始條件輕微地變化會改變出光路徑使被導引的原子平均佔據在所有可能的路徑上。

研究人員指出此類元件將會對於在原子導引光學中常見的偵測與干涉測量上有明顯地助益。例如，較短的等效物質波長可作為干涉測量，可比光學測量法有數個量級的靈敏度。