第148期 2019年1,2月刊
 
 
 
发行人:林恭如所长  编辑委员:李翔杰教授  主编:林筱文  发行日期:2019.02.20
 
 

~ 与南京大学(Nanjing University)博士生交流活动 2018  系列报导 ~

【2018 第十一届两岸光电科技博士生论坛】

(The 11th Cross-Strait Ph.D. Student Forum on Photonic Science and Technology, 2018)

(时间:2018年11月7日至11月11日;地点:台湾大学

【之二】

撰文:光电所博士班学生黄隽宇

两岸光电科技博士生论坛是台大光电所及南京大学物理学院一年一度的重要学术交流活动,两岸光电科技博士生论坛的滥觞是于2008年由台大光电所杨志忠教授以及南京大学祝世宁院士达成共识推动,开启了长达十余年的学术交流,其中不仅仅是形式上的交流,更有许许多多实质上的合作。在本次会议中,共有南京大学15位学生及台湾大学10位学生代表双边参加此次交流活动。

台湾大学代理校长郭大维教授致词 光电所副所长黄建璋教授主持论坛开幕式

这次的活动不仅是一个学术上的交流活动,更是一个良好的学习机会。和我以往参与过的会议或者论坛不同,两岸光电科技博士生论坛是由举办方的学生一手筹划完成,让本次主办方台湾大学的学生学习到许多举办会议的眉角。和以往沉闷无趣的会议相比,本次活动加入了许多较为活泼的互动方式,例如会议的提问以及海报时间的讨论,都比起以往的会议更加有参与感。南京大学的学生以及台湾大学的学生皆有令人印象深刻的表现,例如南京大学的田晓慧同学讲解了较为新颖以及复杂的题目,是关于光子对的问题,其应用包括了时下最红的题目也就是量子计算器的另外一种可能,因此田晓慧同学拿下了南京大学方面的最佳论文奖。在台湾大学方面,庄智皓同学讲解了最近较热门的科研主题—3D AR成像技术,包括了他们实验室所做出的成果以及实品的展示,最后也众望所归地拿下了台湾大学方面的最佳论文奖。

南大学生论文奖田晓慧同学 台大学生论文奖庄智皓同学

虽然台湾大学光电所的学生以及南京大学物理学院的学生在研究领域相去甚远,台大方面由于国内产业结构的关系,研究领域较为着重于国内常见的半导体产业、光学系统设计以及发光二极管的制程或者理论的研究。南京大学方面则是着重于物理方面的研究,例如光子对的研究、生物物理以及量子物理的研究, 且研究的范畴较为广泛。在会议中双方学生也因此能够与不同领域的博士生讨论并且吸取新知,在交流中激发出不一样的想法以及新的点子。

与会学生专注听讲 与会人员合照

在会议的第二天中午,林恭如所长带来了一个让人印象深刻的台湾特色小吃介绍,当天我们也准备了几样实品,让远从中国大陆来的同学们大啖台湾美食,双重满足让双方学生大呼过瘾,最后会议就在美食以及欢笑声中落幕。

 

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 ~

【之一】

撰文:光电所硕士班学生宇德安

我所看到的VUB

我很庆幸能参与所上的EMSP计划,赴比利时布鲁塞尔自由大学(VUB)攻读双硕士,首先要感谢黄升龙教授对于EMSP计划的推动,和所办公室筱文姐在行政上提供的帮助,也感谢吴志毅教授的支持和学长姐们的心得分享。

布鲁塞尔是比利时的首都和最大的城市,在欧洲联盟的四个主要机构中,欧洲理事会、欧盟委员会和欧盟理事会皆位于布鲁塞尔,因此它有「欧洲首都」的美誉。布鲁塞尔是比利时中唯一的荷语法语混合区,但总体上法语人口仍较多。布鲁塞尔自由大学分为两所,一个是荷语授课为主的VUB,另一个是以法语为主的ULB。相较ULB的学生多以法语沟通为主,在VUB就读的学生大多英语能力都很好,在日常生活或课堂上以英文沟通都没问题。

VUB目前共分为四个校区—humanities, sciences & engineering campus、health campus、photonics campus、technology campus。其中最大的校区是位于Etterbeek的人文科技工程校区,也是我们修课、主要活动的校区,校园虽占地不大(约为台大校总区的1/4),但校园内的设施相当齐全,有操场、健身房、游泳池、影印中心、学生餐厅、图书馆、自习室等。宿舍离校园约步行10分钟距离,在距离校园1分钟不到的路程就有一个Colruyt大卖场、火车站、和轻轨站等,布鲁塞尔也有相当完善的地铁系统,从校园前往市中心约20至30分钟,搭火车至Zaventem布鲁塞尔国际机场也只需20分钟车程,整体来说生活机能蛮不错的。校园里也有一些草地,周间天气好时,常会看到许多人悠闲地坐在草地上晒太阳、看看书,在中午时我也会和同学们一起在草地上吃午餐。

入秋的VUB校园 校园内的派对

参加EMSP课程的同学其实不多,每一年大约10至15人左右,因此上课都是小班教学,有来自比利时当地的学生,也有许多国际学生,除了在课堂上可以认识来自不同国家的同学外,所上的学生组织也会定期举办活动让大家更认识彼此,像是在圣尼古拉节特别的送礼活动、野外露营、光电之夜等,除了认识VUB的同学外,也会认识许多在根特参加EMSP课程的同学。在VUB也有ESN学生组织,在开学时就可以申请加入会员,除了可以领flixbus的折价券外,每个月还会举办旅游活动,在校园内不定期也会举办派对。回想在国外一年之中,我认识了从比利时、意大利、阿尔巴尼亚、埃及、衣索比亚等国家来的同学,也交到许多朋友,是我非常难忘的一段时光。【精彩内容,下期待续~】

 

撰文:光电所硕士班学生游舜豪

我所看到的VUB

第一次前往欧洲,从台湾出发,大约飞了约15个小时才到达比利时。台湾与比利时之间并没有直飞,所以一定会在某个地方转机。我跟德安搭乘土耳其航空(因为可以有40公斤的行李限重,一般航空公司为23公斤),中间在土耳其的伊斯坦堡转机;而郁庭与音妙则是搭乘阿联酋航空,中间在杜拜转机。刚到比利时的时候,九月的气温大约只有16至18度,还经常下雨。相对于九月都还是30几度的台湾,最先感受的不同就在于这温度上的差异。

我们这次四个人由于申请过程中的特殊原因,所以皆在荷语布鲁塞尔自由大学(VUB)注册,但是我与德安两人选择在VUB读书,而郁庭与音妙选择在根特大学(UGent)就读。当我们在VUB注册时,首先会先和承办人Majorie女士见面。她是一位非常热心的女士,我们去找她的那天,她就给我们一张校园地图,告诉我们所有关于注册的须知,以及宿舍、学餐、购买生活用品(如枕头棉被)的店家,还有超市(购买食物)的位置。除此之外,她也提供各种可以在比利时以及校园省钱的方法,如利用在学证明可用45欧购买布鲁塞尔交通卡(MOBIB Card),一年内能在布鲁塞尔自由移动,另外还有26岁以下才能以52欧购买、能搭乘10次火车的优惠券(Go Pass 10)。不过对于刚到的我们来说,最大的实质帮助是在我们尚未入住宿舍的时候告诉我们在学生餐厅能以各种学生证得到5折的优惠,以及在入住宿舍后提供碗盘杯子等,让我们不用在这里花钱购买餐具。(注:在VUB的学生餐厅,吃饭的价格是10.4欧,而出示学生证的价格是5.2欧,刚到的时候我们没有VUB的学生证,但是出示台大的学生证也可以得到相同的优惠。)

VUB校园本身其实非常小,整个校园大概是台湾一般普通高中的校园大小,占地差距与台大真的差非常多。而我们上课的地方大多都位于F栋的九楼,而Majorie的办公室就位于我们上课位置的对面,所以有任何问题想要找她都非常方便。

在刚开学的时候,会有一个名为Kick off的活动。Kick off其实就是迎新,是个让国际生快速认识校园与朋友的机会。在一开始的时候大家会被聚在一起,每个人会得到一个有着VUB校徽的书袋,袋子里面会有一张色纸。主持人在简单介绍VUB之后会叫大家依照自己书袋中的色纸颜色分组,并由每一组的领队带领大家参观校园一圈,向大家介绍各个建筑物,比如申请健保的地方,还有保健室等等。而在走路的过程中,可以看到许多国际生开始自我介绍认识彼此,不过也可以看到许多人会在这个时候因为内向害羞或害怕用英文沟通,开始与其它组的人交换色纸,藉此跑去与同国家的人或和自己一起来VUB的朋友同一组。我的个性也是相对内向,加上怕自己英文不佳导致他们可能会听不懂,所以一路上都相对沉默,没有认识太多人,现在想想会觉得有点可惜。活动结束时所有国际生又会会合到一个地下室,里面提供着红、白、啤酒以及洋芋片、香肠还有奶酪,让大家可以透过吃喝再认识更多的人。【精彩内容,下期待续~】

 

撰文:光电所硕士班学生林音妙

我所看到的UGent

能在彷佛电影场景的古城—根特求学、生活一年,要谢谢群创光电、光电所和实验室林晃岩老师、学长姊跟同学的资助与鼓励,以及父母一直以来给予的支持,这一年绝对是一生中值得细数的珍贵回忆。

我所就读的根特大学简称UGent,由荷兰文Universiteit Gent简称而来,是与著名的鲁汶大学在比利时国内并列一二的优秀大学,虽然其位于荷语区,不过因为国际交换生随着各校区遍布在整个城市的角落,用英文在这里生活一点都不困难。

去年适逢200年校庆,也有机会跟着活动一起回顾根特大学的建校历史。根特大学在比利时尚未独立为一个国家前就成立,从起初整座学校只有四个学院,到现在十一个学院林立,各领域应有尽有,也是比利时境内的第一座使用荷语授课的学校。百年的建校改革历程让根特大学的言论及自治风气兴盛,在学校餐厅吃饭时也常能看到如同台湾大学学生自治组织的选举传单。此外,根特居民的生活与大学更是密不可分,常常能看到学校举办各式各样老少咸宜的活动,例如,当学校在庆祝校庆的同时,坐落在城市各角落的学院如同闯关游戏,邀请各个年纪的居民共襄盛举,从科学演示及历史电影回顾到儿童脑力激荡营,让大家一起欢乐地庆祝,同时接受学术的滋润。因此,说根特是一个名副其实的大学城真的一点也不为过!

EMSP的学生主要修课及做实验都在科技园Technology park的iGent tower里进行,iGent tower从学生宿舍骑脚踏车约20分钟,虽然是最遥远的校区,但建筑的设备非常新颖,外观由太阳能板构成,内部还设有运动设施及每层楼的咖啡机,让大家在工作之余又能放松地与同事们交流互动。来到欧洲才发现某些与亚洲非常不同的地方,他们非常注重人与人之间不同的意见与讨论,吃饭的时候也不会滑手机,研讨会或演讲结束也都会有立桌及小餐点让大家边享用边交换想法及意见。这种风气也对我的论文研究很有帮助,我在Centre for Microsystems Technology (CMST)部门进行我的论文研究,很特别的是,iGent tower内除了UGent的教授之外,还有就职于著名的研究机构imec的教授,而我的指导教授Jeroen Missishine正是imec的职员,很幸运的是负责带我的博士生Andres与Ana除了带领我操作无尘室的仪器与光学实验室的量测,也很愿意跟我讨论我所有的疑问与碰到的实验困难,指导教授Jeroen更是不厌其烦地解说我所不了解的原理、细节,导正我研究方向。中午或休息时间也会遇到别的实验室的同事,从别人的想法也能获得一些灵感,大家也都不吝于给予建议,让我在学习及研究的时光都非常充实愉快。

iGent tower外观

iGent tower休息区

除了学术活动,UGent也会不定期举办一些校园演唱会,甚至在比利时一年一度倡导同性婚姻平权的Belgian Pride,各学院也会在建筑前挂上彩虹旗帜,让我在专注于专业知识之余,也充分感受到校园的活力与自由的风气!【精彩内容,下期待续~】

根特大学挂上彩虹旗帜的Ufo大楼

不定期开唱的校园演唱会

 

撰文:光电所硕士班学生黄郁庭

我所看到的UGent

根特大学((UGent)是一所拥有200年历史的大学城,各个学院坐落在市中心或其它近郊区域,因此没有明确的校园范围,只能说根特大学环抱着整个城镇。

在EMSP计划中我们能选择根特大学或者是布鲁塞尔自由大学(VUB)入学,由于对大学城的向往以及世界排名的关系,最后我决定去根特大学。当时的过程有点曲折,起先迟迟无法拿到根特的学生证,已经开学了却还没选课及收到论文题目,一切都感到非常混乱与陌生,所幸最后在VUB的教授帮助下终于顺利解决许多困难,也开始在根特一年的冒险。

比利时的就学制度也和台湾相差许多,像是除了医学系以外的全部科系都不需要经过测验,只要申请就能就读,也由于欧洲的学费相较于他们的生活物价是非常便宜的,政府会提供大量的补助给学校,所以学校也乐见许多学生就读,他们再透过考试制度筛选掉不适任的学生,可能是退学或者转系等等,大学学历对比利时人而言并不是必需的。

根特街景

根特除了在市中心的法律学院、建筑与工程学院外,在较远的郊区还有社科院、医学院和科技园区。医学院则是联合了根特医院,有点像台大和台大医院的模式,科技园区有光电所、化工所等理工科系的系馆,也有许多科技公司进驻其内,可想而知是非常偏远的,然而由于实验室和修课因素,因此也是研究生几乎每天必去的地方,充满许多快乐又血泪的回忆。

这边的读书风气和台湾有点不同,由于他们没有每个人都必须念university的必要,有些人可能只有高中职学历,或者念比较偏技职类的college,所以我觉得这边的学生是略比台湾认真的,起码以研究所而言非常明显,可以感受到同学研究和做学问的热情,来混学历的感觉是少数,或外国人比较多。

根特大学的台湾人比例其实很低,大多是半年或一年的交换生,少数是硕班和博班,所以几乎大家都认识,也会常常聚会联系。比利时算是亚洲人相对少的国家,因此走在路上看到的东方面孔百分之九十五都来自中国大陆,所以我后来也和一些大陆朋友蛮要好的,然而在理工系馆,大陆人或其它外国人的比例会大幅上升,推测可能对于当地人而言工程真的是一门不容易的学问。

而在我入学的2017年刚好是根特大学两百周年,因此整座城市都有许多庆祝的活动,像是动物科系会展示马的骨头,或许多3D投影的实境游戏让市民可以参与,融合了教育与娱乐,也有播放纪录片的影视厅,根特市立图书馆也参与其中,内部更有学生组织的广播电台,可以感受到这座古城非常有人文气息、又有高端科技的发展,很和谐地融合在一起。而两百周年也有推出专属的帽T和T-shirt,后来常常在路上看到学生穿,我也入手了一件。

总而言之在根特念书可以得到很好的生活质量,建筑非常漂亮也有许多可以逛街的地方,而研究机构也历史悠久,学校拥有许多资源可以利用,有时候书念累了就去街上逛逛走走,是个会让人想长居的地方。【精彩内容,下期待续~】

 

 

 
     
 
 

Swept-Source Optical Coherence Tomography Imaging of the Guinea Pig Cochlea

Professor Hsiang-Chieh Lee

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 李翔杰教授

OCT is an imaging modality that can be illustrated as the optical analog to ultrasound, where focused light illuminates a sample and backscattered light is collected under use of interferometry. On the other hand, the inner ear is a small and sophisticated organ, mainly comprising the vestibular system and cochlea. In this study, we leverage the technology of swept-source optical coherence tomography to obtain the ex vivo volumetric image of the guinea pig cochlea allowing a better understanding of the cochlear architectures, serving an important step for the subsequent in vivo applications. Moreover, two different center wavelength light sources, i.e. 1.06 µm and 1.3 µm, were used to develop two separate OCT systems, enabling a more detailed investigation on the tissue architectures of the guinea pig cochlea at different regimes as well as different imaging resolutions.

Fig.1 (a) Cross-sectional OCT image of the guinea pig cochlea showed the features with lower OCT scattering intensity reminiscent of the structure in the guinea pig cochlea as shown in (f), the light micrograph of the guinea pig, and inner red line and blue line indicate the position of the en face images (c) and (d), respectively. Yellow and green lines in (c) indicate the position of the cross-sectional images (a) and (b), respectively. Note (f) is reprinted from a previous publication [1]. (M: modiolus; RM: Reissner's membrane, ST: scala tympani; SM: scala media; OC: organ of Corti; SV: scala vestibuli)

 

 

 

Fig.2 (a) Cross-sectional OCT image of the guinea pig cochlea for 1060 nm SS-OCT system in terms of another transverse scanning direction. (b) for 1030 nm SS-OCT system.

Reference:
[1] Y. Raphael and R. A. Altschuler, "Structure and innervation of the cochlea," Brain Res Bull, vol. 60, no. 5-6, pp. 397-422, Jun 15 2003.

 

     
 
 
论文题目:新颖有机发光组件光萃结构之光学模型与分析设计研究

姓名:陈奕均   指导教授:林晃岩教授

 

摘要

有机发光组件(Organic light-emitting devices, OLEDs)近年发展由于技术逐渐成熟,因此在显示器以及照明市场愈趋成为一不可小觑之主流技术,然在光萃效率之提升方法上仍为众多学者们所研究之棘手问题,我们尝试以复合电极奈米网格结构来提升组件出光效率,并使用一复合多尺度(multi-scale)光学模型进行分析该结构之增益机制,该模型利用基于波动光学之数值方法计算尺寸小于波长之结构并保留该波动特性,同时也利用几何光学之数值方法如光线追迹法进行简化计算。

 该复合电极奈米网格结构,系利用ITO奈米网格,并搭配填入高导电PEDOT:PSS材料所形成(见图一,与吴忠帜教授实验室/陈建宇博士合作),除了能有效将内部模态萃取进入基板以及减少表面电浆模态之损耗外(见图二),同时也作为导电膜层维持一定之电气特性,实验中在奈米网格加入OLED组件后得到61.9%(奈米网格)之外部量子效率,而在光学仿真计算下其外部量子效率可达到64%(奈米网格),与实验结果接近,并能使用所建立之光学模型分析在组件内部中之电场与模态分布以解释其增益机制。

图一、ITO网格结构之制程示意图

图二、不同方向震荡偶极于平面组件与奈米网格组件中之x-z截面上能量流密度分布:(a) y方向震荡偶极;(b) z方向震荡偶极;(c) z方向震荡偶极造成之吸收能量分布。

 


 
 
 

— 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、卢奕 —

自供电式感应器

一个环绕手指的太阳能心跳感应器的展示,使得薄型又灵活的自供电式之电子装置和光电装置的实现又向前迈进了一步。该方法提供了开发独立、自供电、可穿戴生物医学感应器的途径。

为了制造这种装置,Sungjun Park和来自日本与韩国的同事制造了一个超薄且具有弹性的有机光伏(OPV)电池作为电源,并将其与有机电化学晶体管(OECT)集成在弹性基材上(Nature 561,516-521; 2018),如图一所示。OPV仅3微米厚,由PBDTTOFT:PC71BM有机异质结构组成,夹在作为电子传输层的ZnO奈米粒子层和Ag / MoOx的上电极之间。OPV的功率转换效率约为10%,重量仅为36.6微克,且每公克能够产生11.46瓦的电能。

 

图一、具有弹性的有机光伏(OPV)电池与有机电化学晶体管(OECT)集成在弹性基材上

成功的创新关键是运用一维光栅图案化的光活性有机聚合物层和ZnO层,以提高器件的效率。其中760奈米周期的光栅图案是由空白DVD-R的表面所转印,如图二所示。

 

图二、一维光栅图案化的光活性有机聚合物层和ZnO层

在制造后,将器件从玻璃基板上剥离并转移到薄的聚对二甲苯层上。然后将OPV与OECT集成,以便在LED发出的光照射时,根据闸极偏压引起的输出电流变化,展示自供电式的手指心脏传感器(如图三所示)。记录的心脏信号的峰值强度和标准差分别为0.47微安培和23.5奈安培。与使用商用电池作为电源的比较中,显示了没有外部电源线噪声的好处,且由于短的互连而没有接地回路。

 

图三、自供电式的手指心跳传感器与量测讯号

 

 

参考资料:

[1] Noriaki Horiuchi, “Self-powered sensors,” Nature Photonics 12, 644 (2018)

https://doi.org/10.1038/s41566-018-0290-5

DOI: 10.1038/s41566-018-0290-5

[2] Sungjun Park, Soo Won Heo, Wonryung Lee, Daishi Inoue , Zhi Jiang, Kilho Yu , Hiroaki Jinno, Daisuke Hashizume, Masaki Sekino, Tomoyuki Yokota, Kenjiro Fukuda, Keisuke Tajima & Takao Someya, “Self-powered ultra-flexible electronics via nanograting-patterned organic photovoltaics,” Nature 561, 516–521 (2018)

https://doi.org/10.1038/s41586-018-0536-x

DOI: 10.1038/s41586-018-0536-x

   
 
 
 
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