光電所所訊

第124期 2016年11月刊

發行人：林恭如所長　　編輯委員：吳肇欣教授　　主編：林筱文　　發行日期：2016.11.30

本所陳奕君教授榮獲科技部105年「吳大猷先生紀念獎」，特此恭賀！詳情請見下方連結：https://www.most.gov.tw/most/attachments/82aeeca8-8418-461b-98b2-c5f0c89c1fb8。

本所博士生王新平同學榮獲財團法人中技社「105年度科技獎學金」（林恭如教授指導），特此恭賀！

本所12月份演講公告：

日期
講者簡介講題地點時間

光電所專題演講

12/2 (Fri) Prof. Silvano Donati
Emeritus of University of Pavia, IEEE Life Fellow, OSA Emeritus Fellow From Order to Chaos and back: Recent Advances in Optical Cryptography of Transmitted Data
博理館
101演講廳
16:20~17:30

12/5 (Mon) Prof. Wei-Chuan Shih
Electrical & Computer Engineering University of Houston 3D plasmonic nanoarchitectures for chemical and biosensing
博理館
101演講廳
10:00~11:30

12/9 (Fri) 陳守龍處長
晶元光電股份有限公司 Laser 的發展與應用
博理館
101演講廳
16:30~18:00

9~11月份「光電所專題演講」花絮（花絮整理：姚力琪）

時間：

105年9月23日（星期五）下午4點30分

講者：

趙晉傑博士（香港商新思國際科技有限公司台灣IC設計中心副總裁）

講題：

從近代物理的學習到企業經營與產品創新—我的求學與就業歷程分享

趙晉傑博士於9月23日（星期五）應本所彭隆瀚教授邀請蒞臨訪問，並於博理館101演講廳發表演說。趙博士本次演講題目為「從近代物理的學習到企業經營與產品創新—我的求學與就業歷程分享」。本所教師及學生皆熱烈參與演講活動，演說內容豐富精彩，與現場同學互動佳，師生皆獲益良多。

趙晉傑博士（右）與本所副所長黃建璋教授（左）合影

時間：

105年9月30日（星期五）下午4點30分

講者：

洪子聖教授（國立中山大學電機系特聘教授）

講題：

從無感到有感—體會電磁波的無窮妙用

洪子聖教授於9月30日（星期五）蒞臨本所訪問，並於博理館101演講廳發表演說。洪教授本次演講題目為「從無感到有感—體會電磁波的無窮妙用」。本所教師及學生皆熱烈參與演講活動，演說內容豐富精彩，與現場同學互動佳，師生皆獲益良多。

洪子聖教授（右）與本所張宏鈞教授（左）合影

時間：

105年10月14日（星期五）下午4點30分

講者：

盧廷昌教授（國立交通大學光電系）

講題：

Micro/nano-scale lasers based on novel “laser” principle

盧廷昌教授於10月14日（星期五）蒞臨本所訪問，並於博理館101演講廳發表演說。盧教授本次演講題目為「Micro/nano-scale lasers based on novel “laser” principle」。本所教師及學生皆熱烈參與演講活動，演說內容豐富精彩，與現場同學互動佳，師生皆獲益良多。

本場演講者盧廷昌教授

時間：

105年10月21日（星期五）下午4點30分

講者：

Prof. Chinlon Lin (AT&T Bell Labs and Bellcore (NJ, USA, retired); Honorary Professor, National Chiao-Tung University)

講題：

Wonders of Light: Impact of Photonics Research on Broadband ICT and Beyond

Prof. Chinlon Lin於10月21日（星期五）應本所林恭如所長邀請蒞臨訪問，並於博理館101演講廳發表演說。Prof. Chinlon Lin本次演講題目為「Wonders of Light: Impact of Photonics Research on Broadband ICT and Beyond」。本所教師及學生皆熱烈參與演講活動，演說內容豐富精彩，與現場同學互動佳，師生皆獲益良多。

Prof. Chinlon Lin（右）與本所所長林恭如教授（左）合影

時間：

105年11月4日（星期五）下午4點30分

講者：

李佩雯教授（國立交通大學電子工程學系）

講題：

Back to the Future: Germanium reemerges as the savior of Si opto-electronics

李佩雯教授於11月4日（星期五）蒞臨本所訪問，並於博理館101演講廳發表演說。李教授本次演講題目為「Back to the Future: Germanium reemerges as the savior of Si opto-electronics」。本所教師及學生皆熱烈參與演講活動，演說內容豐富精彩，與現場同學互動佳，師生皆獲益良多。

本場演講者李佩雯教授

時間：

105年11月18日（星期五）下午4點30分

講者：

賴聰賢教授（國立中興大學光電所教授兼所長）

講題：

半導體雷射（Semiconductor Diode Lasers）

賴聰賢教授11月18日（星期五）應本所彭隆瀚教授邀請蒞臨訪問，並於博理館101演講廳發表演說。賴教授本次演講題目為「半導體雷射」。本所教師及學生皆熱烈參與演講活動，演說內容豐富精彩，與現場同學互動佳，師生皆獲益良多。

本場演講者賴聰賢教授

～ 105學年度光電所所學會會長自我介紹～

光電所的師長、所辦同仁以及同學們大家好，我是105學年度所學會會長蔡瑞祥，將會在接下來的一年為大家服務。首先要謝謝上一屆會長黃郁庭學姊的引薦，我很榮幸能有機會接下這個職位，也謝謝所辦小姐的幫忙與提醒，希望在這一年能好好經營所學會這個大家庭，讓歷屆學長姊的努力能夠延續下去。

所學會基本上是學生的代表，代替學生爭取應有的權益，但是除此之外，所學會也會負責辦一些活動讓所上的大家有機會互相認識，彼此交流感情。主要的活動有兩類，其一是上學期的期末餐會，歷屆餐會的模式可能有所不同，大致上是透過表演和美食，讓各位在百忙之餘，享有一個悠閒的午後時光，增添在研究所的美好回憶。接著，我們會在下學期舉辦一場球類競賽，喜愛運動的同學一定不能錯過這個機會和大家互相切磋，當然這場競賽的目的不在於輸贏，過程中的點點滴滴才是值得大家細細品味的。

研究所兩年的時間其實很快就過去了，大家的生活多半都埋首於實驗室做研究，人際交流也就漸漸侷限於自己的實驗室，所學會的存在即是為了讓同學透過活動拉近彼此的距離，認識新朋友，拓展自己的交友圈；人生不會重來，把握每一個讓生命更加精彩的機會，才不會有一天感到後悔。也許有些人大學就已經是風雲人物了，但另外也有些人默默地把自己隱藏得很好，不管你是哪一種人，我們所學會都非常歡迎你的加入，繼續讓這個溫馨的家庭擴大，讓大家的研究所生涯不再只是研究，而是在回憶裡增添一頁頁豐富的篇章。

這一年許多考驗會接踵而來，也希望大家不要吝嗇提出意見，每一個意見都是我們繼續前進的動力，我們一定會盡最大的力量去完成目標。有意願加入所學會的同學們，非常歡迎你有空來我們實驗室聊聊，我是隸屬於吳志毅老師實驗室的碩士班新生，如果有什麼問題或想法也可以寄信至光電所所學會信箱，我們都會熱情地為你解惑。至此，由衷感謝所辦小姐們的幫忙，也謝謝指導教授吳志毅老師對我們的支持。最後就是誠摯地再邀請大家，不論是新生或舊生，歡迎你的加入，讓所學會更加完整。

～光電所所屬實驗場所小型緊急應變演練～

（時間：105年11月21日，上午10:00~10:10）

撰文：陳姿妤

演練地點：電機二館406A、406B室

演練內容：

本次演練主要目的為使人員在實驗室意外災害事故發生時各司其責，採取正確而有效方式控制災害，並落實實驗室人員具備緊急逃生之觀念與方式，以提高緊急狀況時的應變能力。

上午10點於電機二館406B實驗室，假設學生進行實驗時，發生火災意外，學生緊急通報所辦公室人員。本所人員接獲通報後，即刻聯繫館舍電機系辦人員協助廣播疏散全館；並緊急分組編派人員：於出口引導疏散人員儘速遠離館舍、協助火勢控制、進行滅火、設置人員禁止進入標示、設置救護站協助受傷同學、於集合區清點確認疏散人員名單。所辦人員同時持續緊急聯繫406B實驗室負責教師（黃升龍教授）、所長（林恭如教授）及本所環安衛委員（蔡睿哲教授）前往電機二館西側出口廣場前集合；由所長、環安衛委員掌握現場狀況並進行指揮調度，確核實驗室全部人員疏散完畢，順利完成此次疏散演練。

此次疏散演練加強了大家在意外發生時，能即時進行緊急通報及疏散的觀念。感謝教師、同仁及同學們的全力配合。

圖一、電機二館406B實驗室發生火災進行初步滅火

圖二、電機二館406B實驗室通報所辦人員

圖三、所辦人員接獲通報，即刻通知電機系系辦及相關人員

圖四、系辦人員進行館舍廣播

圖五、事發實驗室敲門告知附近實驗室人員疏散

圖六、實驗室人員立即進行疏散

圖七、4F引導人員疏散

圖八、設置人員禁止進入標示

圖九、1F引導人員疏散

圖十、設置救護站，協助擦傷同學救護

圖十一、人員疏散至西側門集合區，並確核清點

圖十二、所長及環安衛教師進行通報事項宣導

～與南京大學（Nanjing University）博士生交流活動 2016 系列報導～

【2016 第九屆兩岸光電科技博士生論壇】

(The 9^th Cross-Strait Ph.D. Student Forum on Photonic Science and Technology, 2016)

（時間：105年10月23日至10月29日；地點：臺灣大學）

【之一】

撰文：光電所博士班學生徐蕾

2016第九屆兩岸光電科技博士生論壇於10月24日至25日在本校如火如荼展開，此次學術交流活動由臺灣大學光電所主辦、南京大學物理學院協辦。由於是第一次參加並且積極參與了前期的準備工作，所以我對這次的學術活動相當期待。會議兩天共分成五大主題：光學物理和雷射技術、光學、非線性光學、半導體元件，及太陽能電池、有機發光二極體和液晶，兩天會議也分別邀請南京大學物理學院的王曉勇教授和本所陳奕君教授進行演講，整個會議內容豐富，涵蓋面甚廣。這次會議與以往不同的是增加了海報展示的環節，當天報告的同學會將自己的海報張貼在展示會場（博理藝廊），在會議報告結束後與大家進行進一步的交流；由於報告時間的限制，在口頭報告的會場同學們無法就報告內容進行充分的討論和交流，海報展示無疑是一個更好的平台，所以該部分的增加受到了同學們的一致好評。

由於南京大學的同學來自物理學院，所以他們更偏重理論的研究，如表面電漿、超晶格等，而我們臺大的學生是電資學院的同學，更偏重實際應用，因此雙方之間有很大的合作及交流空間。比如我們實驗室目前主要研究方向之一是二維材料，為了獲得大面積的二維材料一般會使用CVD成長的方式，而南大同學目前使用的機械薄利及堆疊方式則更有利於獲得高品質及低污染的材料，這在材料物理特性的研究上有很大的優勢，因此在會後我們進行了進一步的討論，讓我獲益良多。

這次會議中令我印象深刻的是南京大學的呂碧滬同學所做的報告，因為第一天開場時王曉勇教授的邀請演講中談到了一系列關於單光子的有趣工作，讓我很感興趣，而其中很大一部分工作又是由呂碧滬同學擔任，他在報告中詳細描述了怎樣使用稀釋的CdSe/CdS量子點溶液來獲取單個光子。我們臺大代表團的隊長蔡政庭同學則和我們分享了利用雙模雷射調製獲得60-GHz毫米波的方法，兩個報告都非常精彩，因此均獲得此次學術論壇的最佳學生論文獎。當然還有我們的副隊長李家碩同學，不僅為我們帶來了利用XPS研究電洞注入的精彩報告，還在幕後辛苦地進行多方的協調與溝通，因此榮獲了最佳人緣獎。


光電所林恭如所長為呂碧滬同學頒獎	南京大學吳興龍副院長為蔡政庭同學頒獎

在兩天緊湊的議程之後，兩岸光電科技博士生論壇於25日順利閉幕，雙方都由衷希望在兩岸師生的共同努力下，該論壇能越辦越好！

【之二】

撰文：光電所博士班學生李昀軒

我本次參與的研討會為第九屆兩岸光電科技博士生論壇，這個論壇活動舉辦到現在已經九年了，由臺大光電所與南京大學物理學院共同舉辦，一年辦在臺灣大學，隔年則辦在南京大學，給博士生們一個學術與文化交流的平台。這次是辦在臺灣大學，由臺大光電所主辦、南京大學物理學院協辦，所以我與光電所同學們參與研討會的籌備工作、會議研究的成果發表與討論，以及文化參訪之旅。在短短的一週交流期間，除了有理性的培育，更有豐富的人文感動，認識許多新的朋友，留下深刻的印象。

在兩天的學術研討會議中，有精采的演講及豐富的討論，問答時間往往充滿熱誠的交流與辯駁，與會的老師也很願意給學生建議，演講中的休息時間可見許多人圍繞者演講者討論及追問。從研究成果的分享與發表中，看到南大的博士生對於研究成果侃侃而談，可以看出他們擁有很出色的表達能力與自信。他們與會討論的積極程度也顯現在研究上的熱誠與執著。這次的研討會首次加入海報的成果發表，是呈現在博理館內的博理藝廊，藝廊內本有畫作與文藝的布置，與科學的海報形成文理相容的氛圍。海報展示的活動提供研究上更多的交流機會，由於大家研究的領域存在差異性，口頭報告時間有限，可以利用這個機會有更多的切磋與討論，我也利用這個機會請教相關的基礎研究課題。

這個博士生論壇有特色的地方在於它是一個完全由博士研究生籌劃舉辦的研討會，有機會可以參與研討會的籌備工作，學習分工與籌備規劃。論壇除了研討會的學術交流，還包括餐敘以及文化參訪之旅，所以有機會可以與南京大學的同學們有更深的認識。除了討論研究成果外，也能分享研究經歷，體會生活文化的差異性。與會的這幾天，感受到南大的博士生在研究上是嚴肅的，但私下是如此平易近人。記得在晚宴中與南京大學的同學們話家常，有趣的是他們除了研究外也非常關心房價，畢業後擁有自己的房子是他們的目標，我們則比較關心未來的工作與薪資，從而體認到文化與價值觀的不同。

參加第九屆兩岸光電科技博士生論壇，不僅對物理科學專業知能有所提升，透過兩岸不同博士生的論文口頭發表以及海報展示，使我看到更多面向的研究成果，從基礎研究、工程應用到最新科技都激發更多的思維，相信對於未來研究與思路會有新的啟發。

第九屆兩岸光電科技博士生論壇與會人員合影

～第九屆國際氧化鋅及相關材料研討會～

【The 9^th International Workshop on Zinc Oxide and Related Materials; IWZnO 2016】

（時間：105 年10月30日至11月2日；地點：臺灣大學博理館）

花絮整理：翁菲萍

IWZnO 2016 「第九屆國際氧化鋅及相關材料研討會」於2016年10月30日至11月2日在國立臺灣大學博理館舉行。IWZnO國際研討會每兩年輪流在世界各地舉行，今年由臺大光電所特聘教授楊志忠教授籌劃主辦。超過半年以上的籌劃，從經費補助的申請、網站的架設、專業領域的邀稿、國際諮詢委員會的評審、籌備會議的討論，乃至於協助大陸學者申請專業人士來台和回應其他各地學者的個別需求，終於得以讓大家順利來台與會。

10月30日傍晚，看著一位位風塵僕僕遠道而來的學者參與歡迎餐會，能透過主辦此次國際研討會，提升臺灣的能見度與提供專業領域交流的機會，是值得努力與肯定的。與會學者來自歐、亞、北美、南非及澳洲。依發表文章數的多寡，依續為中國大陸、臺灣、日本、波蘭、挪威、韓國、德國和美國、法國、澳洲、新加坡、西班牙、捷克、印度、拉脫維亞、立陶宛、俄羅斯、南非、英國。口頭報告60篇，壁報展示108篇，總計168篇的論文發表，顯示學者專家們在氧化鋅領域的努力研究。現場參加人數總計188人，境外人士多達124位，本地參加者亦有64人。

除了國際研討會的文章發表，亦於具有歷史建築特色的圓山飯店舉辦晚宴，並安排了小型的國樂演奏，以期展現兼蓄科學與人文。在曲目的安排上，除了東方的樂曲，也將各國耳熟能詳的名曲安排在內。於是在異鄉的學者聽到由中國傳統樂器演奏出家鄉或自己熟悉的曲目時，自然地跟著打拍子或唱和，這樣的氛圍非常和樂美好。

最後半天的旅遊，我們亦安排事前的場勘，因為發現陽明公園施工的問題而能應變調整行程。出遊當天，由老師親自導覽解說一路上台北市的建築、歷史。雖然當天在小油坑時，有風又有雨，但也因事前兩度提醒大家攜帶外套和雨具，我們能領略山林氣候的變化，也接受自然的一切。所幸，在野柳地質公園時，涼爽無雨的天氣讓大家可以盡情地探索遊覽。不論晚宴或旅遊的回程，我們都盡可能安排送回至各主要旅館。

對於很多第一次來到臺灣的外國學者，藉著這次國際研討會對於臺灣學者在氧化鋅領域的努力研究有更深的了解，對於臺灣這塊土地也能有初步的認識和體驗。

這次第九屆氧化鋅相關材料與應用國際研討會，除了楊老師的籌劃與領導，感謝美國海軍實驗室、中華民國科技部、經濟部國際貿易局、臺北市觀光傳播局，以及臺灣大學的補助，並感謝協助領隊押車的黃建璋教授、陳奕君教授和吳肇欣教授。研討會全程感謝助理們同心協力、合作無間，更感謝支援幫忙的同學們與禮賓學生，還有幫忙拍照的攝影師們。每一個人的付出，都是活動重要的力量，讓此國際研討會能順利圓滿成功。


口頭報告	壁報展示

大合照

Multi-resonant optical parametric oscillator based on 2D-PPLT nonlinear photonic crystal

Professor Lung-Han Peng

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所彭隆瀚教授

In a recent collaborative work of Prof. Lung-Han PENG with Prof. Azzedine BOUDRIOUA (Galilee Institute, U. Paris 13, France) via Dr. Lazoul, and Prof. Simohamed of Ecole Militaire Polytechnique (Algeria), the authors made a report on Optic Letters regarding a multi-resonant optical parametric oscillator based on 2D nonlinear photonic crystals (NPC) periodically poled lithium tantalate (PPLT). This work takes advantage of the abundant multi-reciprocal lattice vectors uniquely prevailed in 2D-PPLT (developed at NTU) such that simultaneous multi-wavelength optical parametric oscillations (OPO) can take place. In comparison, for the conventional 1D case, wavelength tuning of OPO has to be taken by sequentially changed the grating vectors of the transversely-displaced quasi-phase-matching structures of the NPC, or by angle- or temperature-tuning of a single-QPM grating NPC. Figure 1 illustrated the experimental setup performed at the Laboratory of Laser Physics, Galilee Institute of U. Paris 13, and Fig.2 demonstrated multi-wavelength coverage when the incident power of a 532nm green pump laser is (a) below the oscillation threshold for optical parametric generation (b) near the oscillation threshold, and (c) 1.5 times of the oscillation threshold.

Ref: Mohamed Lazoul, Azzedine Boudrioua, Lotfy-Mokhtar Simohamed, and Lung-Han Peng, “Multi-resonant optical parametric oscillator based on 2D-PPLT nonlinear photonic crystal,” Opt. Lett. 40, 1861 (2015).

論文題目：光子晶體發光二極體之探究及其高速調變特性

姓名：尹煜峰指導教授：黃建璋教授

摘要

氮化鎵(GaN)發光二極體(LED)其調變頻寬通常受限於多層量子井，其較長的自發性輻射復合生命週期(radiative recombination lifetime)。在我們的光子晶體(photonic crystal)發光二極體中，由於可以輻射出更同調的光，被侷限的光子模態可以被萃取出並偶合進高速傳輸的光訊號，並且伴隨著較短的光子生命週期。在此我們藉由時域上的模態萃取研究，比較其光致發光(photoluminescence)和高速電致發光(electroluminescent)的操作成果，光子晶體發光二極體(PhCLED)可達到234 MHz電轉光的 -3 dB 的調變頻寬，此為相對於普通發光二極體1.1倍的頻寬增加，而在更大的元件中，更可達到2.1倍的增加比例如圖二。由萃取出來的元件本質小訊號參數，我們解釋了由於光子晶體奈米結構萃取出元件中的侷限模態可產生較快的輻射性載子復合，進而達成更快的調變速度。

圖一、元件結構圖 (a) 光子晶體之掃描式電子顯微鏡(SEM)示意圖。(b) PhCLED元件之發光區域俯視圖及PhCLED元件在1 mA注入電流下發光示意圖。(c) PhCLED及普通LED(CLED) 元件之剖面圖

圖二、元件頻寬及操作電流密度之關係圖

— 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、王子聖 —

準無雜訊影像

數位全像術可應用於三維立體顯示器、非破壞性檢測、密碼學及國土安全等領域。然而，數位全像術所重建出的影像品質通常會因為使用同調光源而產生的雷射光斑與非同調加成性雜訊的影響而下降。Vittorio Bianco與其在義大利及美國的共同研究者提出(Light: Science & Applications (2016) 5, e16142)：透過應用雜訊降低技術的組合，以實現無雜訊影響之數位全像術重建的方法，該方法能夠大幅降低雜訊，產生高品質全像影像。

這項技術是基於多視數位全像術(Multi-Look Digital Holography, MLDH)，即紀錄與非同調的組合多個全像片，假設將L個非相關(uncorrelated)的全像片作組合，其雜訊可降低達到L^-1/2，但由於全像片之間的相關性而無法完全達到。這項技術進一步利用三維塊狀匹配濾波(3D Block Matching filtering, BM3D)的雜訊降低技術，如圖一所示，包括兩個步驟：第一步為增強式分組演算法(enhanced grouping algorithm)，此演算法對於類似給定參考的影像區塊進行分組，並提供雜訊組作為輸出，正確的分組可以提高初始的訊噪比。第二步則是通過稀疏增強濾波(sparsity enhancement filtering)，這是一種協同濾波策略(collaborative filtering strategy)，使每一個影像片段都用於過濾整組影像。

圖一、多視數位全像術之三維塊狀匹配濾波的流程圖，包括增強式分組演算法與稀疏增強濾波

對一個高40毫米、寬22毫米的俄羅斯套娃(matryoshka doll)的全像影像利用上述提出的方法進行處理(見圖二之右圖)。使用波長為532奈米和632.8奈米的兩道雷射光照射俄羅斯套娃，以分別獲取其外觀的綠色和紅色成分。參考光及物光所產生之兩道雷射光束會被疊加，且採取相同的光學路徑；而物光會被放置於俄羅斯套娃前的旋轉擴散板所散射(見圖三)。

圖二、(a) 利用常規方法重建出的全像影像及 (b) 以所提出來的技術重建的影像

圖三、玩具木偶雙波長數位全像影像的光學紀錄裝置

對應於雙色成分的全像影像由空間相關係數最大化方法分別處理及合成。當透過常規的方法重建全像影像時，由同調光源所產生的雜訊依然是明顯的(見圖二之(a)圖)，而在可相容的解析度下，降低雜訊版本的影像(見圖二之(b)圖)在影像品質得到大幅提升。

參考資料：	Light Sci. Appl. 5, e16142; 2016. http://www.nature.com/lsa/journal/v5/n9/full/lsa2016142a.html

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