第114期 2015年12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:2015.12.30
 
 

本所张宏钧教授荣获中华民国光电学会「2015年度光电工程奖」,特此恭贺!

本所林恭如教授指导硕士生陈翔昱同学荣获中华民国光电学会「2015年度光学奖项—学生论文奖」,特此恭贺!

本所教授指导硕、博士生荣获「OPTIC 2015 Student Paper Award」,特此恭贺!获奖信息如下:

学生姓名 奖 项 指导教授
蔡政庭

OPTIC 2015 Student Paper Award (博士生)

林恭如
李昀轩 OPTIC 2015 Student Paper Award (博士生) 陈奕君
林承彦 OPTIC 2015 Student Paper Award (博士生) 孙启光
陈挺玚 OPTIC 2015 Student Paper Award (硕士生) 黄建璋
蓝文翊 OPTIC 2015 Student Paper Award (硕士生) 黄建璋
吴家葳 OPTIC 2015 Student Paper Award (硕士生) 林清富
林圣邦 OPTIC 2015 Student Paper Award (硕士生) 林清富

 

 

 

 
 
12月份「光电所专题演讲」花絮(花絮整理:姚力琪)
时间: 2015年12月4日(星期五)下午4点30分
讲者: Prof. Ursula J. Gibson (Department of Physics, Norwegian University of Science and Technology)
讲题: New materials for Solar Energy and Mid-infrared applications
  Prof. Ursula J. Gibson于12月4日(星期五)应本所王伦教授邀请莅临本所访问,并于博理馆101演讲厅发表演说。Prof. Ursula J. Gibson本次演讲题目为「New materials for Solar Energy and Mid-infrared applications」。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。

 

Prof. Ursula J. Gibson(右)与本场演讲主持人王伦教授(左)合影

 

时间: 2015年12月18日(星期五)下午4点30分
讲者: 许炳坚教授(国立交通大学荣誉讲座教授)
讲题: 数字时代,人与信息竞合的最佳角色以及策略
  许炳坚教授于12月18日(星期五)莅临本所访问,并于博理馆101演讲厅发表演说。许教授本次演讲题目为「数字时代,人与信息竞合的最佳角色以及策略」。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。

 

许炳坚教授(右)与本场演讲主持人吴志毅教授(左)合影

 

时间: 2015年12月25日(星期五)下午4点30分
讲者: 骆远教授(国立台湾大学医疗器材与医学影像研究所)
讲题: Spatial-spectral biomedical imaging
  骆远教授于12月25日(星期五)莅临本所访问,并于博理馆101演讲厅发表演说。骆教授本次演讲题目为「Spatial-spectral biomedical imaging」。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 。

 

骆远教授(右)与本场演讲主持人黄升龙教授(左)合影

 


~ 光电所所属实验场所小型紧急应变演练 ~

(时间:2015年11月30日,上午11:10~11:20)

撰文:陈姿妤

演练地点:电机二馆401、402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。

上午11:10于电机二馆402实验室,假设学生进行实验时,发生火灾意外,学生紧急通报所办公室人员,并进行全馆广播人员疏散。本所人员接获通报后,即刻联系馆舍系办人员协助广播疏散支持,并紧急分组编派人员前往协助: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402实验室负责教师(黄建璋教授)、401实验室负责教师(彭隆瀚教授)、所长(林恭如教授)及本所环安卫委员(蔡睿哲教授)前往电机二馆出口广场前集合;由所长、副所长、环安卫委员掌握现场状况并进行指挥调度,核实清点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402实验室通报所办人员

图二、所办人员接获通报,即刻通知电机系系办人员及相关人员协助支持

图三、电机系系办人员进行馆舍广播

图四、事发实验室同学敲门告知附近实验室人员

图五、实验室人员立即进行疏散

图六、 引导人员疏散

图七、协助火势控制,进行灭火

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、人员疏散至西大门集合区,并核实清点

 

 
 
 
     
 

~ 与南京大学(Nanjing University)博士生交流活动 2015  系列报导 ~

【2015 第八届海峡两岸光电科技博士生论坛】

(时间:2015年11月15日至11月20日;地点:南京大学

【之一】

撰文:光电所博士班学生苏佳莹

2015年,海峡两岸光电科技博士生论坛已经迈入第八个年头,是台湾大学光电所与南京大学物理学院间长期友好、共同努力的成果;形式上采两校轮流主办此以学生为主的交流活动,透过研究讨论、文化交流,激荡出更多更广的研究灵感与合作契机。而今年所上的10位与会博士班学生,其中5位是去年也有参加第七届活动的学生,我相当荣幸能再次代表实验室来参加此意义非凡的活动,承先启后地将活动延续下去。本次会议中,南京大学推派物理学院的优秀学生外,更邀请省内邻近学校包括南京工业大学、东南大学、南京航空航天大学及苏州大学等校的学生参加,共计21位大陆学生参与此次交流活动。

图一、论坛合影

初冬的11月中旬,所长、多位师长及博士生们一行人前往位于江苏省的南京大学展开为期六天的交流活动。抵达南京的禄口机场已是周日午后,一进到入境大厅,映入眼帘的即是南大学生热情接机的笑脸,多数是去年造访台湾的同学,问候声与笑声瞬间充满整个大厅,看到一年不见的朋友们,大家热络交流的气氛,存在着时间冲不淡的情谊,此时此刻彷佛时光回到一年前的台北,那般熟悉。

图二、南京大学的学生们热情接机

学术讨论日程为两个整天,会议议程紧凑,内容丰富精实,毫不逊于国际型会议。包含两校师长们的学术研究演讲,及六大主题的学生研究成果报告,分别为 “Solid State Lighting and Display”, “Nonlinear Optics”, “Two-dimensional Materials and Devices”, “Physics Optics and Laser Technology”, “Plasmonics and Metamaterials”, “Photoelectric Energy Conversion, Solar Cell and Battery”。

图三、开幕式的师长致词

师长们的学术研究演讲共有六个。黄建璋老师分享Enhancement-mode GaN on Si HEMTs的研究结果,于gate electrode下插入一层pGaN,可制作是高崩溃电压的组件;南京大学吴兴龙老师则分别讨论制备core/shell ZnO mesocrystal于terahertz频段具有radiative emission、cubic In2O3 microparticles的制氧与facet-cutting特性,及β-FeSi2 nanocubes于室温环境下即有很强的铁磁性;林晃岩老师提出一个3D影像显示的视域计算模型;南京大学王晓勇老师则是分享一系列钙钛矿新兴材料的研究成果;吴肇欣老师探讨透过调控base-collector电压,Light-emitting transistor达到Giga-Hz spontaneous optical bandwidth;南京大学朱嘉老师展示以金属奈米小球增加吸收与场强,进而可提升太阳能转换效率超过90%。

图四、师长们的学术研究演讲剪影

学生研究成果报告则由每位学生于15分钟内发表研究成果及答复提问,除了席间学生提出问题,更有南京大学的于涛老师与朱嘉老师针对报告内容点评;学生间的报告活动中,从学术研究角度切入,一则可接触不同领域的最新研究成果、增长知识,而于相近研究领域上,更是吸收许多珍贵的信息,做为往后研究的利基。特别的是,双方学生的报告形式有明显的不同,大陆学生讲话速度普遍较快、语调流畅、自信十足,我需要非常专注聆听,才能跟得上讲者的报告内容,而且讲者给的信息量也特别大;而台湾学生则特别注意与听众间的互动,眼神会不时停留在听众上,透过听众的实时响应进而修正演讲速度,让整场报告不会有压迫感而且十分舒服。

图五、台湾大学学生报告剪影

会议期间的午休空档,南大学生们牺牲休息时间,领着我们一行人于偌大的校园中导览。由于南京的纬度较高,此刻的初冬是最美的时节;整排黄澄澄的银杏树伫立在两侧,飘落的金黄叶片有如美丽的地毯;有些叶片颜色正值由绿转褐的阶段,整个校园色彩丰富、美不胜收。同时我们亦造访校园中的古迹建筑,建于1919年的标志性建筑「北大楼」、小礼堂、图书馆,更于南园校门口合影留念。

图六、南京大学校园景色

在会议接近尾声时,双方学生互赠礼品,并各别票选出两地学生中「论文奖」及「人缘奖」各两名。于大陆学生中,「论文奖」分别由孙晓晨同学与孙亮亮同学获奖,恭喜晓晨同学今年再度蝉联论文奖,报告时清楚的口条与稳健的台风让我印象十分深刻,而亮亮同学于台上落落大方的态度及有条不紊的报告方式,更是我们学习的目标。「人缘奖」是最为熟悉的队长盛冲同学与陈锦辉同学获奖,盛冲同学亦是第二次参加活动,除了去年培养起的好情谊,今年更是扛起重责大任担任最辛苦的队长一职,锦辉同学将台湾学生照顾得十分周全,领着我们校园导览与往返会场,确保每晚我们都能顺利返抵饭店。台湾学生中,报告内容相当完整的程琮钦学长获得「论文奖」,而「人缘奖」则是细心负责的队长萧立人同学,身负重任、实至名归;而要于此再次感谢大陆学生的肯定与爱护,让我同时得到「论文奖」及「人缘奖」两个奖项,是多么珍贵无比的殊荣;作为本次会议第一个上台报告的学生,是压力也是感谢,压力激发出自我潜能,更感谢指导教授于过程中的大力协助与训练,才能获得「论文奖」;而身为同行学生间唯一的女生,于活动当中相对醒目,个人猜想或许是荣幸获得「人缘奖」的原因吧 !

图七、双方学生互赠礼品

图八、南京大学学生颁奖剪影(左)论文奖─孙晓晨、孙亮亮(右)人缘奖─盛冲、陈锦辉

图九、台湾大学学生颁奖剪影─苏佳莹、萧立人、程琮钦

最后,由衷感谢所上提供这个难能可贵的交流机会,让双方学生可以真正深入地学术交流、文化认识、友谊建立,虽然交流时间仅有六天,但所创造的美好回忆与日后的学术价值,相信是远大于此的。建议学弟妹未来可以多多争取此种机会,提升自我、增广见闻、拓展人脉。

 

之二

撰文:光电所博士班学生萧立人(代表团学生队长)

睁开眼睛之后第一眼看到的景色,是反映在玻璃窗上的日出,以及隐约可以看到的机翼反影。低头一看,手机上显示的时间是6点半,往南京的航班差不多要开始登机了。

今年有幸能够再一次参加与南京大学一起主办的两岸光电科技博士生论坛。这个论坛从创始以来每年举办一次,今年是第八届,主办地点则是每年在台北和南京轮流举行。

在学术上,参加这个论坛是一个很不错的机会,可以看到一些现在在对岸的研究方向及想法,以及你身边可能每天擦身而过却没有太多交流的同侪们的研究成果。还有就是可以去体验一下不同的文化冲击。以往年的经验来看,南京大学的重点偏于理论研究,而我们这里相对比较偏向实务技术,不过这个倾向应该是反应着我们两边单位不同的研究性质,对方为物理学院,而我们这里则是光电工程学研究所。

另一方面,这也同时是一个可以让我们更加认识我们所里教授的机会,可以看到教授们在实验室外比较接近日常生活的一面。照片里从左到右为所长林恭如教授、副所长黄建璋教授、杨志忠教授(同时也是这个博士生论坛的创办人之一)、吴肇欣教授,以及林晃岩教授(也是我的指导教授)。

我今年是第二次参加这个论坛。去年由于是主办方,我们学生也有参与论坛的准备及运作;今年我们为访问的一方,所以在筹备上工作量与去年相比相对少一些。这次南京大学把我们照顾得堪称无微不至,一一响应了我们不同方面的需求。

出访当天,我们的班机是早上7点起飞,大家早上3点钟就起床开始准备,尽量让我们到机场的时候有充分的时间,以防出境流程中的突发状况。抵达南京的时候,许多去年参加这个论坛的南大同学特地到机场来接我们,对于几位去年也有参加这个论坛的我方同学来说,看到这些熟悉的面孔无疑是一份惊喜。

本次论坛为期两天,参与论坛的博士生人数是31人,外加6场邀请演讲,所以我们被分配到的时间很紧凑,每个人演讲包括之后讨论的时间加起来不能超过15分钟,对我个人来说是个蛮大的挑战。虽然我自己当下没有查觉,不过事后询问才发现我光是自己演讲的内容就已经把这15分钟用光了,也还好当天论坛整体上的时间管控得很好,没有让我个人的失误衍生成为整个会议的困扰。

论坛第二天的午餐时间,我们有些人抽空出来到南京大学里晃了一圈,参观这个古老的校区。有两位南大的同学自愿当我们的导游,介绍南大校园里各个建筑,还有一些景点的历史由来。秋天正好是校区里的花草树木最美丽的时候,让我们在参观的时候看到非常鲜艳的秋景。

论坛议程结束隔天,我们开始了这次的文化参访行程。大陆真的是个很大的地方,参访每个地点都需要花点时间在巴士的移动上,不过当我们抵达目的地时,所见所闻都是值得我们等待的。在每个不同的景点,我们感受到中国古时候不同时期的庄严及优雅,还有每个地区历史及文化的重量。尤其是其中一些我们以往只能从书本或故事里去认识的地方,能够身临其境的感觉还是非常不同。

我们去了许多不同的地方、看了许多不同的景色、吃了许多不同的东西,不过其中最珍贵的(我想我们历届参加过的人应该都会同意我接下来想说的),是我们去那里认识的朋友们,还有我们建立的情谊。每天晚上行程结束后,在旅馆里我们都还会继续聊天、玩游戏直到深夜。我们聊到我们的研究、工作、人生、未来、这里发生的事、那里发生的事…,从天到地都可以聊。我想是因为当下处境类似而产生的小小共鸣,我们都一样正慢慢地步向人生的十字路口,渐渐地从单纯的校园生活迈向现实的职场生涯。

在这次的旅程中,我感触最深的,又或者是让我再一次重新体会到的,是自己的渺小。不管是在论坛中体会各个不同领域的广泛,与师长交流时学习岁月累积下来的经验,以及在各个参访地点感受历史洪流的印记,都让我体会到我们所处的世界是何其大、何其广,以及我们对它的无知。不过尽管是渺小无知的我们,也是一样一步步地走向明天。因为我们渺小,所以我们以谦卑的心面对我们周遭的一切;因为我们无知,所以我们渴慕学习吸收我们周遭的一切,所以我们勇于尝试打破过去习以为常的不可能。这次的南京,是一个让我们认识许多美好朋友的地方,也是让我们认识我们自己的地方。

 

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 ~

【之二】

撰文:光电所硕士班学生许乔为

EMSP规定每学期需要30 ECTS学分,毕业总学分共需要120 ECTS学分,每个课程ECTS学分在4~10 ECTS学分间,每学期平均需要修习5~6门课程,而在最后一学期则只需要完成30 ECTS学分的硕士论文,不用修课可以专心做研究。

而台大与EMSP合作推动的硕士双学位计划则将台大两年硕士班的所有课程计算为EMSP计划里第一年所需要的60 ECTS学分。因此我们只需要在上学期于圣安德鲁斯修习30 ECTS学分,下学期则专心做30 ECTS学分的研究 。

课程架构随着课程教授风格而不同,大部份分为期中考和期末考,普遍并无小考,有些会有作业。比较特别的地方在于我的有些课程期末考分数会占80%以上,在欧洲尤其在德国算是很常见的一个方式,一次考试范围为整本原文书定生死,因此在期末前图书馆通常也是排队排得水泄不通。

值得一提的是上课风气普遍准时、积极,平常跟不上的外国同学们也都会开读书会与同侪们讨论,但也不乏逃课、作业迟交的同学。

在这学期遇到的老师有意大利籍、希腊籍、苏格兰籍,在这里上课困扰我最大的是不同国籍的腔调。学生则来自各大洲,欧洲为最大宗,大家一同讨论、上课、竞争。

在圣安德鲁斯上课时,印象最深刻的是一周三堂共10小时(10 ECTS学分)的必修实验课程,是所有课程内学分最高的课程,占单学期所需学分的1/3,可见学校对于动手做实验的注重程度。

这门课程学生需要完成数个可自行选择的实验才可以通过,每个实验依难度有0.5~2点不等,共需完成8点,有60几个实验供学生选择!最后评分则是以每个实验的分数与点数加权平均而得。内容举凡有气体激光架设、非线性光学、CD、激光速度测量仪、显示器、光通讯实验以及圣安德鲁斯著名的光镊子实验(Optical Tweezer)以及利用无尘室光子晶体波导显像慢光现象(Slow light),除了硬件,也有Labview、Mathematica的软件实作。

一个实验分成基本题以及挑战题,实验簿的评比十分特殊,评分标准分为是否完成实验所有步骤、实验簿步骤的详尽与否、实验的逻辑性、有无考虑计算实验的最小精确度(resolution),以及有无发现有趣的现象,这象征着加分题的所在!我就曾在实验失败无完成的情况下,举出实验失败的各种原因,并架设新的实验尝试验证我的想法,而最后还是拿到很不错的分数,可见他们对研究精神的强调!【精彩内容,下期待续~】

 

撰文:光电所硕士班学生程筠婷

以台大光电所学生身分参加与EMSP合作推动的硕士双学位计划,第一学期是以修课为主,第二学期则全心投入研究与完成论文。在St Andrews的修课有一般的光电专业科目、研究技巧(Research Skills)、实验课(Advanced Photonics Laboratory) ,以及弹性的演讲课。一门专业科目通常会再细分为几个主题,由熟悉各主题的老师教授,例如生医光电(Biophotonics)分为细胞生物学、荧光、原子力,与将这些特性应用的相关显微技术等等。

其中我认为较特别也很有帮助的课程是「研究技巧」与「实验课」。「研究技巧」循序渐进教导我们「怎么做研究」,先介绍常用的研究资源与文章比较并短评;接着是练习搜集数据并探讨一个主题或文章,再口头报告,而在报告的同时,每位同学必须在报告完马上给予报告者回馈与评分,不只练习表达、聆听,也需要思考如何实时回馈;期末的报告则为下学期的研究做准备,搜集相关文献、订定报告大纲后,整理成约3000字的报告与研究计划。「实验课 」则规划每个人在一学期内必须独立完成4个实验,另外还有2个软件课、1个无尘室小组实作、一天参观系上各实验室,每完成一个实验或课程都必须与助教或教授进行简易的口头问答与实验记录本评分,主要用意在于了解我们的学习状况,给予最直接也最快的讨论与教导。

在不断学习新知的过程中,不同时期有不同的困难。刚到苏格兰时,光是适应当地英文母语的速度,加上特殊的苏格兰腔(与我们从小学的美国腔和英国女王道地的英国腔都有所不同),以及来自各国教授自己的英文腔调,就足以花上全部的力气,每天回家都很好睡!我的适应方式是把自己放在完全的英文环境,身处英语系国家已有了一半的环境,另一半我则是每天走路上学、读书、甚至睡觉时都在听英文歌曲或是广播电台,也试着模仿所听到的,虽仍无法像母语,但自己明显感觉到进步,大部分时候都能听懂别人在讲什么了!

慢慢有点适应后,作业跟报告也接踵而来,发现自己英文写作、阅读、表达都需要加强,才有办法在紧凑的学习中勉强跟上进度,于是我们找到学校提供的英文个人家教,每周安排半小时与老师讨论如何进步。这个学习经验也很特别,我们必须在一周前告知自己想学习的内容与相关材料,必须以明确一点的方式让老师知道怎么帮我们!也让我省思,当我们在寻求协助时,若能自己先思考并了解自己的需求与状况,再丢出求救讯息,不仅能让协助者提供更精确的帮助,也能大幅增进学习的效率与吸收!在课堂上与实验课,则是一有问题立即找助教、教授或同学讨论。不过对我而言,有时要了解自己有什么问题,该怎么问别人、寻求帮助,就需要几个小时甚至几天的时间了!

因此,我认为学习跟进步的第一步,会是自我状况的了解,当我们知道问题点时,就像有了目标,可以利用各种方法朝着那个方向前进。当自我状况不明了时,与同学师长讨论也总会有帮助。

第二学期在根特做研究时并没有任何必修课,时间较为弹性,因此在开学前我搜寻可以参与或进修的课程,发现学校有一门开给国际学生的「低地国(荷比卢)文化与历史课」,处于一个陌生的国家,透过当地居民与政府是最快也最真实的认识管道,因此我决定参与!除了单纯的讲课,这门课也有许多“出走”的活动,像是城市巡礼、博物馆参观 ,以及与当地Hotelschool合作介绍当地特产—松饼与巧克力的制作体验(图2)。这堂课让我更融入自己当下的环境与文化,在研究之余加添了一点趣味!【精彩内容,下期待续~】

图1、实验记录簿。自己决定要记录的数据与笔记,教授或助教在看完后下评语、建议并讨论。

图2、根特大学与当地Hotelschool合作的制作比利时松饼体验课程实况。

 

撰文:光电所硕士班学生陈帛钧

沿着古色古香的圣安街道和一栋栋数百年历史的建筑物(Fig. 1),我们在第一周到学校参加了全校研究生的入学说明会。学校的各处室主任以及校长,就坐在五百年历史的会议厅前头,其它的学生坐在摆靠在四周墙边的木头制古董椅上,前方的教授们轮流上前发 言、自我介绍,告诉我们这些新学生当遇到不同问题时应该要到哪些处室寻求帮忙等。和台湾不同的是,这些在各领域具权威的教授们,是和学生们一起坐下来,用一种半谈话性质的演讲或像是正式一点的座谈会的方式来介绍。在欧洲,老师跟学生的关系互动是和台湾或是东亚文化差异蛮大的。受到儒家思想的影响,我们对于老师传道授业这件事情,有着格外的感激以及敬意。子曰:「自行束修以上,吾未尝无诲焉。」,这句话显示出学生求学需要准备干肉给老师,以表示其求道的真诚意愿,而孔子也对于这样有决心的学生能无私地教诲。从小到大,在学校里面,除了上课前要立正敬礼向老师问好之外,在课堂上一般也都是以老师上对下向学生传输知识为主。在台湾,老师和学生的距离就好像讲台比教室地板高了几十公分一样,通常很难是那么靠近的。新生说明会平等的座位安排以及老师谈话的方式,是我第一个注意到台湾与欧洲在授课这方面不同且有心得的地方。

Fig. 1 中世纪的圣安街景与建筑

在平常上课方面,我们台大光电所前往EMSP修业的学生,不同于其它计划或是同计划的光电领域学生,可以有比较弹性的修课选择,我们由于学分数已经固定,可以修习的课程也几乎固定,开学前一周会有一个时段是跟EMSP圣安的负责联络教授Andrea Di Falco会面(Fig. 2-a),到他的办公室里面和他来个开学前小meeting,讨论来到学校以来的生活适应、住宿等等之类的话题,还有介绍一下他帮我们上的其中一门「Research Skill」,给我们这堂课的课纲还有说明,但最重要的是帮你选课。

Fig. 2  (a) 与Andrea教授合影 (b) 筠婷与系馆门口一隅

和台湾大部份学校做法不同,我们是自己在在线选课,在SA则是到教授办公室内,他跟你大概介绍每门课的大概内容,接着再帮你选课,还会帮你排课,前后花费大概十分钟的时间,当然在开学第一周左右都还有换课的弹性空间。我这学期的选课内容为Research Skill、Biophotonics、Nanophotonics、Nonlinear Optics、Advanced Photonics Lab,接着就展开每天早上走路或骑车到系馆(Fig. 2-b)上课的生活了。这六门课中,Biophotonics是由好几位老师合开,而且包括苏格兰其它地方的大学,也会一起远距教学加入,像是在Glasgow的University of Strathclyde,与格拉斯哥大学(University of Glasgow),这些学校都隶属于SUPA (The Scottish Physics Alliance)这个联盟。在这个远距教学系统里面,除了可以观看每天上课的录像带补足缺席或没听清楚的地方,还可以观看自己选修之外的课程,是一个很不错的学习平台和联盟,可以远距选修不同学校开的课,也方便在不同地区的学生。教室的硬设备都比台大的新,老师上课也可以直接跟不同地区的学生对话,实时的联机互动十分有趣。我们三个人修的课都一样,也修了一堂视讯的课,是由根特大学开的Nonlinear Optics。因为修课人数只有我们三个人,因此没有用到比较先进的设施,在一间小教室用一个计算机屏幕上课(Fig. 3),有问题可以随时举手,老师看到之后会点你,我们就可以拿麦克风提出问题。但是用小屏幕上课加上视讯联机有时候老师写黑板摄影机会拍不到,缺乏临场感,个人觉得吸收和理解上还是会有落差,尤其非线性光学本身也是一门不好懂的学问。这一堂根特大学开的课,保有根特大学课程的特点之一,也就是口试。在期末纸本考试之外,也要轮流与比利时两位教授进行口试,是我人生中期末考的第一次口试。

Fig. 3 根特大学开的非线性光学上课情况

Nanophotonics这堂课则是有两位教授合开,分别教Photonic Crystal与表面电浆子的相关内容,并且有一个制作与量测Photonic Crystal的无尘室实验。结束之后,我们还跟Will教授做了半小时左右的简报,以及QA口试。这门课我觉得是很棒的,搭配实验可以实际把上课的内容做出来,还有量测方面,本来抽象难懂的内容都变得比较可触,很具体地呈现在眼前,相当有成就感。

Fig. 4 (a) 筠婷、乔为与印度籍助教Capil合照 (b) 与Will教授报告结束后合影

再来就要说到Advanced Photonics Lab这门课,是和台大的课程出入最多,同时也最有趣的一门课。在其它的课堂上,都是大家坐在教室里面听老师上课、看投影片,和在台湾相去不远,可能差别比较大的是欧洲学生与老师的互动相当频繁,尤其是遇到有问题的时候,就会踊跃发言,不会像我们台湾人会在意别人想什么;通常在似懂非懂的情形下,同学们多问问题,会有助于我或是其它可能不太清楚的同学理解;而老师在回答学生问题时,很尽力地想要把一个观念讲解清楚,如果学生还是不懂就会继续问下去,或者问更深入的问题,常常在课堂上跟老师直接讨论起来,有点像是把在台大跟老师meeting时的互动搬到课堂上来。特别的是Lab这堂课,上课的方式和台湾真的很不同。每个礼拜有三天下午三小时的实验课,可以说是份量很够的一门课。为什么呢?因为每个实验都是一个人的独立实验!一个学期要集满8点,而每个实验的点数都是1到2,每个人可以选自己有兴趣的实验,用实验编号的图钉卡位,钉在自己的姓名格上头,代表这个实验目前是由你进行中(Fig. 5-a, b)。而一大间的实验教室里头,被分成大大小小三、四十个不同的小隔间区块,里头就摆放着不同实验会使用的仪器等等,都是拆解后的部分,像是光学桌的架设,就是需要自己动手去摸索。

Fig. 5 (a) 名字表与实验编号图钉 (b) 不同编号实验表与图钉及其排定的行程

一开始前几堂课,常常都是三个小时过了还是摸不着头绪,因为这堂课完全都是个别独立作业,不像是台湾的实验课,可能在老师先解说步骤之后,学生们就按照步骤执行。在这里,选定上图的实验之后,便可以从布告栏下方的抽屉柜中取出实验所会使用的说明纸,从一张两页到好几页钉在一起都有,很多都是实验的一些reference paper等等,然后就可以回到实验桌上,开始阅读实验内容介绍以及目的,还有一些步骤说明,通常实验都有part one和part two,先由简单的基本架构开始,让你了解实验的大致概念,接着在part two再做进一步的变化。在实验小隔间里面从架构开始把系统兜起来,很像小时候在玩乐高积木一样,但是又充满着未知和疑问,同时也要思考原理、理论值等等。在无法自己解决的时候,可以询问在教室里面巡视的助教们,大约会有三到四个人可以问。助教会用引导的方式来导引我们这个实验的内容,也会先确定我们对于这个实验背后的物理意义的了解程度,或是不同仪器的使用方式。他们不会直接跟我们说 明怎么操作实验或是怎么做比较好,只会给建议,因为这是「我们的实验」,没有固定的步骤和做的方式,一切取决于自己想要探讨这个实验深入的程度。有些学生会做很详细的数据分析,像是我有用Mathematica(也是其中一个上机实验,教我们使用这个软件还有一些相关的作业考试等)写一个curve fitting的小程序来fitting一些平常很难找到的fitting方程式,像是非线性光学SHG会有一些power和非线性晶体角度cos θ4的关系,这些资料、实验理论等都要整理印好贴在实验记录本里面,把自己做实验的整个思路和实验过程详实地记录下来,并且在最后写下实验的结果与讨论等。每次实验完成之后,就可以跟marker(评分教授)预约时间一对一口试,教授会先针对实验记录本来提出问题,最后评分内容包括口试的状况、对于实验的理解程度,以及实验探讨的深度和实验记录本的记录内容等。在期中时,也必须缴交一个正式的实验报告,从我们做过的实验当中选出一个,写成两页的IEEE paper格式,介绍这个实验的内容还有最后结果分析与结论等等。这门实验课是我在SA上到最宝贵的一堂课,内容包罗万象,除了光学桌实验,还包括一次跟Nanophotonics课程相关的Fab实验,还有Mathematica程序实验和Labview系统架设与程序,选择性高,也很具挑战性,能在实际的尝试中理解课本上的理论并实际应用,又有助教和最后老师对于我们的观念导正,是非常棒的经验。

Fig. 6 (a) CD optics 实验架构 (b) 光纤实验架构

另外,除了课程内容之外,在很多地方我也获得了不少成长,例如做研究实验的方法、上台做英文简报的能力等等。

在台湾做实验,虽然自己的硕班论文实验会有学长细心的带领,教导实验室中相关仪器或实验的操作SOP,提醒哪些该做与不该做等等,但是却缺乏全面性且系统性的教学。当然实验室学长的指导或是机台使用前的课程训练也是很详细,但通常是针对单一实验的操作而已,如果硕班学生要在自己的研究中开始新的实验,那这时相对于欧洲这些学生的大学实验课基本的课程训练,就会有蛮大的差别。在这样的实验课中其实我们常常觉得自己做的速度比别人慢许多,我想这与有无大学时的实验课训练也有关联。另外就是台湾的实验课评分标准不同,所占学分的配重也是较少的,通常是学生比较不会去重视的学分,或是比较好混的课。实验课的评分标准是根据考试以及实验记录簿的预报及结报,很多都是千篇一律、人云亦云,因为除了抄袭的状况之外,其实实验本身的操作以及预期的结果都是相同的,相对于SA的实验课,少了很多自己探索的部分,并且加上一个口令一个动作的东方教育,老实说在台大大学时的实验课,很多时候我都「不知道自己在做什么,也能做完实验」,但是SA这边则是「不知道自己在做什么,就会做不下去,或什么都没做出来」。我常常在实验课时觉得很焦虑,因为自己停在那边不知道怎么继续 ,一旦卡住,最基本的实验架构就组不起来了,但是身旁的同学们却是一个实验换了一个实验地持续进行,以致于相较之下就很担心自己在期末无法达成要求的实验个数导致这门课不通过。

另外在英文简报的部分,刚好在SA学期开始之前的暑假,我到了苏格兰Glasgow参加Optical MEMS的研讨会,之后就直接留在欧洲。其实自己那时候英文是还可以,也不是第一次做口头报告,因此有点小自信。在SA,Research Skill其中有一个部分就是上台做简报,并且针对每个EMSP学生的简报技巧优缺点给予评分,包括同学的意见等 。当时我报告一篇有关Optical lift的paper,也花蛮多时间在做投影片,但是没有特别写讲稿,也没有特别练习过,认为经过上次会议的经验,想强迫自己直接上台去报告,看看自己的英文到底好不好,结果讲得非常不流畅,虽然要表达的内容都有提到,但是如果可以预先练习,应该会更流畅地善用辛苦制作的投影片做出好的简报。后来还有一次Nanophotonics课程要做一个期末报告,上台分享被指定的主题,那一次我的报告就有明显的进步,关于该主题我看了不少paper也放了很多数据进去,在练习过几次之后,知道每一张投影片可以讲的内容,在这次的报告就拿到蛮不错的分数。下学期在比利时 ,经过多次关于研究内容的口头报告以及我暑假实习的实习总报告等练习,我的英文简报能力进步到不用事先练习就能很流畅地报告,最后那次实习简报也是我在欧洲一年最满意的一次,公司里的工程师也对我的六周实习成果感到很满意。

在欧洲学习的一年,在课程方面,除了看到不同形式的教学,在内容上的吸收也很饱足,重要的是自己各方面的眼界都有所成长,虽然越看世界越觉得自己渺小,但也会觉得努力有所回报而有些许成就感 。【精彩内容,下期待续~】

 

 

 

 
     
 
 

A Circular-Ring Miniaturized-Element Metasurface With Many Good Features for Frequency Selective Shielding Applications

Professor Yih-Peng Chiou's laboratory

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 邱奕鹏教授

A novel circular-ring miniaturized-element (CRME) metasurface is proposed for frequency selective electromagnetic shielding applications in this paper. The proposed structure exhibits good performance in many aspects. The CRME size can be easily reduced to 0.088rx0.088r, where r is the wavelength at resonance. Such small size can be useful in applications with limited space. The newly proposed metasurface not only shows the stability to incidence angles and polarizations, but also demonstrate negligible polarization crossing. The metasurface also presents low coupling between elements, which leads to the insensitivity of periodicity fluctuation in fabrication process. Moreover, the frequency responses can be varied through the modification of the element pattern of the metasurface. It provides flexible frequency responses to use in frequency selective shielding applications. Also, this element is suitable for constructing a metasurface aligned in either square or even hexagonal lattice, which owns the best adaptability to a doubly curved surface or a spherical one. Without revising the CRME, both the squareand hexagonal-lattice metasurfaces constructed can perform competently at the same time. Finally, the metasurface prototype is fabricated and tested in a fully anechoic chamber to verify the design. The measured results well agree with the simulated ones. This work is published in IEEE Transaction on Electromagnetic Compatibility, June 2015.

Left: The fabricated prototype of the eight-turn CRME metasurface with the line width of 0.15 mm and Λ = 6.7 mm. Right: Eight-turn CRME metasurface at normal incidence. Simulated and measured results are very consistent.

 

Improvement of color stability in white organic light-emitting diode by phosphor dopant

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

With the incorporation of thin (4 nm) and lightly doped (1%) phosphor, tris(phenylpyridine)iridium (Ir(ppy)3), inside the emitting layer close to the electron transporting layer interface of an organic light-emitting diode (OLED), electron injection characteristic was improved. Together with the recombination zone shift under different voltage driving, a white OLED with stable electroluminescence (color coordinate shift (0.012, 0.002) from 100 to 10000 cd/m2) was demonstrated.

Fig. 1. Electroluminescence spectra of OLED (a) without and (b) with interface phosphor dopant.

 

     
 
 
论文题目:高镓掺杂氧化锌透明导电体生长及其应用研究

姓名:姚毓峰   指导教授:杨志忠教授

 

摘要

我们利用分子束磊晶成长出氧化镓锌奈米针,此奈米针在场发射测试中得到文献纪录上最低的起始和临界电场及最高的场增益因子。接着,我们在表面具有银奈米颗粒的发光二极管上成长氧化镓锌透明导电层,此结构可以结合表面电浆子耦合、电流扩散,光萃取和减少接触电阻的机制来增强发光效率。 此外,我们制作结构包含p-型氮化镓层、氧化镉锌/氧化锌量子井、高温成长的氧化锌层、氧化镓锌层的发光二极管。在交流电操作下,可以使组件在顺逆偏下由于发光在空间位置和波长上的互补,利用视觉暂留而形成白光。

图一、氧化镓锌奈米针及银奈米颗粒残留在发光二极管上的示意图。

图二、不须荧光粉的发光二极管在交流电压驱动下呈现白色光源。

 

论文题目:探讨金奈米圆盘于氮化镓奈米柱数组上之特高频音波侦测

姓名:杨思齐   指导教授:孙启光教授


摘要

在这篇论文中,我们证明了金奈米圆盘(Gold Nanodisk)于氮化镓奈米柱数组(GaN Nanorod Array)上的结构可用来侦测10吉赫(GHz)以上的音波。在此结构中,局限性表面电浆子(Localized Surface Plasmons)可大幅提高侦测灵敏度,并且消除每个奈米圆盘之间的电浆耦合。因此每个金奈米圆盘可以视为独立的侦测结构。此外,我们也发现金奈米圆盘所侦测的讯号与数组的周期,以及奈米柱的长度都有关系。当周期小于音波的波长时,所侦测的讯号会受到奈米柱间的震动膜态耦合所影响。这个效应可以藉由改变奈米柱长度,使得奈米柱的震动频率远离我们的操作频率来消除。而当周期小于音波的波长时,表面音波会在奈米柱间产生共振,进而影响音波的穿透率。此研究不仅探讨特高频音波(Hypersonic Waves)在奈米柱与材料基板间的传递,此外也阐明了在未来特高频音波数组的设计上所需注意的事项,对未来的高解析特高频音波成像系统可望做出许多贡献。

图一、利用奈米柱上的金圆盘来侦测音波

图二、激发于奈米柱中的表面电浆极化子

 

 
 
 

— 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、林暐杰 —

非线性光学的机会

拓扑绝缘体(Topological Insulator)是迷人的材料,其大部分是绝缘性的,但其表面可以导电并具有良好定义的自旋纹理。现在,这种材料可能会变成制造新的非线性光学器件之有用材料,这是一个探讨其特性的研究结论,揭露其可以表现出宽带与超快非线性效应称为空间自相位调制(SSPM)。Bingxin Shi和他在中国湖南大学和深圳大学的同事们,从碲化铋(Bi2Te3)的奈米薄片分散在酒精中所制成的拓扑绝缘体观察研究SSPM(Appl. Phys. Lett. 107, 151101; 2015)。他们的报告指出,由于一个够大的、超快、宽带之三阶光学非线性参数的存在,样品显示出从紫外(400奈米)到近红外(1070奈米)的宽带SSPM。

这些科学家利用溶剂热法(solvothermal method)合成超薄的Bi2Te3奈米薄片,此制程系将氯化铋(BiCl3)和硒化钠(Na2TeO3)溶解于乙二醇,然后加热至200℃。其结果是产生均匀横向特征尺寸(400-600奈米)的六角基底之薄板,可以透过场发射扫描电子显微镜(FESEM)加以测定,如图1所示。这些奈米薄片分散在酒精溶液中,然后将其倒入石英杯中用于光学特性的量测。
 

图1、(a) 高放大倍率场发射扫描电子显微镜的Bi2Te3奈米薄片的图像。(b) 单个经典六边形奈米薄片的TEM图像,所附插图是对应高倍率晶格条纹。(c) 单个奈米薄片的高度轮廓,所附插图是原子力显微镜AFM图像。(d) 相对应的三维原子力显微镜AFM图像 。

飞秒(fs)激光具有800奈米中心波长、100飞秒脉冲宽度和1kHz重复率,被聚焦在样品上,而透射光则由放置在样品后面5厘米的CCD(电荷耦合器件)照相机所收集。藉由图2的实验装置,作者观察由于SSPM所产生的绕射光环。
 

图2、实验装置示意图。

他们的报告指出,绕射光环的形成显示出复杂的时间行为;光环迅速出现,然后该光环的上半部开始瓦解,最终结构在约半秒之后变得稳定。环在上部的变形被认为是由于热效应和重力。产生微小的气泡向上移动是由于吸收激光能量的结果,造成的Bi2Te3奈米薄片以非均匀密度分布在溶剂中,因此也扭曲绕射光环的强度分布。如图3所示,SSPM绕射光环在400到1070奈米的激光波长照射下也被观察到。研究指出,单个Bi2Te3奈米薄片的非线性折射率n2等于10-15m2W-1,对应〜10-9 ESU三阶非线性极化。
 

图3、不同波长的SSPM绕射图形 (a) 400奈米、6毫瓦的超快激光。(b) 800奈米、8毫瓦的超快激光。(c) (d) 1070奈米、320毫瓦的超快激光。其瓦解时间少于1秒。

 

参考资料:

1. Noriaki Horiuchi , Nature Photonics 9, 784 (2015)

doi:10.1038/nphoton.2015.235 Published online 27 November 2015

2. Shi, Bingxin, et al. "Broadband ultrafast spatial self-phase modulation for topological insulator Bi2Te3 dispersions." Applied Physics Letters 107, 151101 (2015).

   
 
 
 
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