第163期 2020年6月刊
 
 
 
發行人:黃建璋所長  編輯委員:曾雪峰教授  主編:林筱文  發行日期:2020.06.30
 
 
108學年度第2學期因應嚴重特殊傳染性肺炎疫情,100人以上大型聚會建議延期或取消。為利防疫工作,本所大型演講皆改為線上演說,各場次演講資訊如下:
4月份「光電所專題演講」(整理:姚力琪)
時間: 109年4月10日(星期五)下午2時20分
講者: 林宗賢教授(國立中山大學光電系主任/特聘教授)
講題: Liquid Crystals Research/Applications Beyond Displays
 
時間: 109年4月17日(星期五)下午2時20分
講者: 蔡孟燦教授(長庚大學電機系教授兼系主任)
講題: Functional Optical Coherence Tomography in Dermatology
 
5月份「光電所專題演講」(整理:姚力琪)
時間: 109年5月1日(星期五)下午2時20分
講者: 曾暐傑教授(國立臺灣師範大學國文學系)
講題: 以博愛之名—東亞集體無意識的原型與陰影
 
時間: 109年5月15日(星期五)下午2時20分
講者: 曾盛豪教授(國立成功大學光電科學與工程學系)
講題: Diffuse reflectance spectroscopy for probing in vivo skin and its applications to noninvasive diagnosis and health monitoring
 
時間: 109年5月22日(星期五)下午2時20分
講者: 陳俐吟教授(國立交通大學光電工程學系)
講題: Simple-structured organic light-emitting diodes for lighting
 
時間: 109年5月29日(星期五)下午2時20分
講者: 冉曉雯教授(國立交通大學光電工程學系)
講題: 新穎半導體元件/系統在生醫感測的應用
 
6月份「光電所專題演講」(整理:姚力琪)
時間: 109年6月5日(星期五)下午2時20分
講者: 張祐嘉教授(國立交通大學光電工程學系)
講題: Scalable low-power silicon photonic platform for all-solid-state beam steering
 
時間: 109年6月12日(星期五)下午2時20分
講者: 李澄鈴教授(國立聯合大學光電工程學系)
講題: Ultracompact fiber interferometers
 

 

 

~ 光電所所屬實驗場所小型緊急應變演練 ~

 (時間:109年5月28日,中午12:10~12:20)

 撰文:陳姿妤

       演練地點:電機二館125A、125B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。

       中午12時10分於電機二館125B實驗室,假設學生進行實驗時,發生電線走火火災意外,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125B實驗室負責教師(李翔傑教授兼本所環安衛委員)、所長(黃建璋教授)及副所長(吳育任教授)前往電機二館南側出口廣場前集合,由所長、副所長、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125B實驗室發生火災進行初步滅火

圖二、電機二館125B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人員及相關人員

圖四、系辦人員接獲通報進行館舍廣播

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、引導人員疏散

圖八、設置人員禁止進入標示

圖九、設置救護站,協助擦傷同學救護

圖十、人員疏散至南側門集合區,並進行人數清點

圖十一、學生報告實驗室處理狀況

圖十二、演練結束後,進行環安衛事項宣導

 
 
 
     

~ 與南京大學(Nanjing University)博士生交流活動 2019  系列報導 ~

【2019 第十二屆海峽兩岸光電科技博士生論壇】

(時間:108年11月18日至11月22日;地點:南京大學

【之九】

撰文:光電所博士班 林裕展

第一天抵達南京時,當晚的氣溫是攝氏5度,大家紛紛穿起了厚重的外套,記得起飛前楊志忠教授還在提醒大家一定要注意保暖,果然一下飛機馬上感受到冷冽的風,讓我對於南京的第一印象特別深刻,然而在入境區等待我們的南大師生們,熱情的招呼與隨即遞上的熱飲,馬上溫暖了我們的身體及內心。在通往飯店的高架路上,我看著窗外既陌生又新奇的景物,突然有一座綿延數公里的城牆吸引了我的目光,這座高聳的城牆看得出來有非常悠久的歷史,後來問了南大的同學,同學靦腆地說著「喔!那是南京的明城牆」,晚上在飯店我馬上查了明城牆的歷史,這座城牆是明代朱元璋時期所建,距今已有六百多年了,依然屹立不倒真是令人為之讚嘆。看著綿延的城牆,我才突然意識到,我來到了以前歷史課本裡描述的「金陵城」,南京保留了非常多的歷史建築,隨處可見古色古香的建築,果然不負「六朝古都」之名。當晚睡前我跟隊長騰毅邊準備報告邊聊到初到南京的奇妙感覺,然而接下來兩天的會議行程,讓我們沒辦法盡情地暢聊,我們都很期待接下來兩天與南大同學們的學術交流。

圖為明城牆的其中一個門「玄武門」

兩天的會議後,迎來了大家期待的文化參訪,此時已是我們抵達南京的第四天了,這天我們的第一站來到了善卷洞風景區,此洞據導遊說是古代明君舜的老師善卷隱居的地方,剛抵達時我們臺大全體師生一起在大門口合影,由照片可以看得出來當天的天氣極好,所有人幾乎都因為艷陽而張不開眼睛。

善卷洞大門合影

 善卷洞最特別的是有著特殊的鐘乳石地形,洞內有著許多自然形成的奇景且保溫效果特別好,一進到洞內就感受到溫暖潮濕的空氣襲來,當天雖然豔陽高照,但氣溫其實只有攝氏10度,而洞內氣溫仍保持著20度左右,讓在場的我們真實地感受到自然環境的調適力量。

圖為善卷洞獅象大場

而善卷洞這地方,相傳也是大家熟知的梁山伯與祝英台羽化成蝶的地方,照片中的英台書院是仿照當初他們兩人求學的書院所建,走在裡面似乎能感受到當年兩人一起求學相愛的過程(當時腦海中不斷迴響著黃梅調的曲調),尤其是當我在書院門口聽到景荏情不自禁地喊出「英台」時,此情此景讓我也忍不住回頭回應他的呼喚,這突如其來的小插曲,讓在場的所有人都笑了。

圖為英台書院及梁山伯與祝英台的淒美故事場景

 當晚南大的學生帶我們去吃南京的大排檔,連日的飯店餐飲後,終於出現我期盼已久的在地美食,難得來到南京當然要好好感受一下古都的美食生活,一走進餐廳我馬上被餐廳的裝潢給吸引住了,屋頂掛滿了大大的燈籠,耳邊傳來當地的蘇杭小曲,再配上當地的美食,真的讓人特別享受。

圖為古色古香的南京大排檔

 最後一天早上,我們來到了夫子廟,夫子廟座落於秦淮河邊,沿著秦淮河走我們可以看到江南貢院,這是以前讀書人考試的考場。站在秦淮河邊,讓我不經意想起謝眺所寫的《入朝曲》: 「江南佳麗地,金陵帝王州。逶迤帶綠水,迢遞起朱樓。飛甍夾馳道,垂楊蔭御溝。凝笳翼高蓋,疊鼓送華輈。獻納雲台表,功名良可收。」這首曲講述著當年在秦淮河邊,看著美景的讀書人心中對求取功名的渴望,來到現場更能體會到其所想傳達的內涵與情境,這不也是我們這些還在求學的博士生內心的寫照嗎?衷心期盼所有參加這次活動的博士生都能早日畢業,期許未來大家都能發揮所學在各自的道路上發光發熱。

圖為美麗的秦淮河畔

 最後以一張在南京大學的合影做為結束,南京大學是間歷史悠久的老學校,校內種植了許多的銀杏樹真的很美,在場的臺大學弟們也覺得很美,當我跟他們提起其實大也有銀杏樹時,他們都露出不敢相信的眼神,讓我不禁想叮嚀學弟們,平常在學校除了低頭想著實驗的事情之外,偶爾也該抬頭看看我們臺大的天空。此次真的很榮幸能跟隊長騰毅一起代表我們實驗室參訪南京,這樣的交流活動在親自參加後,真的感覺非常有意義,內心也有非常多的感想與感動,但再多的話語也很難完整描述,期許未來優秀的學弟妹們都能踴躍參加,親身體驗這種感動。最後要特別感謝南大所有與會的師生,感謝會前的準備及這幾天對於我們的照顧,同時也非常感謝這次帶領我們的臺大老師們,以及此次同行的臺大博士生們,真的很高興認識大家,期許我們所有人友誼長存,珍重再見!

2019.11.22攝於南京大學北大樓

 

之十

撰文:光電所博士班 胡景荏

本次交流正值秋末冬初的好季節,氣溫悄悄降低太陽卻依舊高掛在天空。文化參訪當天一早按照指定的時間,大家相約在飯店一樓的大廳集合,準備前往宜興,開始期待已久的行程。沿途坐著遊覽車經過了南京市最為繁華的中山路,以國父孫中山先生命名,一整排路樹都是為了孫中山先生而種的,而他長眠之地也座落在南京這座古老的城市裡。看著片片落葉灑落整條道路,導遊說現在因為交通需求的關係已經砍了許多樹了,望向那些巨大盤踞的行道樹,很難想像如果沒砍之前會是怎樣的一番光景。經過兩個小時的車程,我們終於抵達第一站善卷洞,一下車就見到梁山伯與祝英台所化身的蝴蝶造景歡喜地迎接遠從台灣而來的我們,這是大家耳熟能詳的淒美經典愛情故事,以前只是聽過故事或看過電影,並不了解其真正的緣由,經過這次造訪也了解到很多以前不知道的事情,收穫滿滿的知識與見識,包含許多的文物與歷史背景。

之後去看了鐘乳石洞,因為有這些大自然的鬼斧神工,才能造就出如此奇特美麗的景觀,觀賞的同時要具備一點點想像力才能看出其中的奧妙。過程中我們還體驗搭小船,坐著船漂流在鐘乳石下,看著頭頂千奇百怪的石柱與石壁,看著船夫靈活且熟練地控制著船,而導遊不斷提醒「小心頭、小心頭」,現在回想起來也是頗有意思的一段經歷。

接著我們來到宜興竹海,一走上山磅礡大器的竹海完整映入眼簾,一瞬間彷彿自己就是武俠男主角,可以一刀一劍劈開整片竹林,想像著自己能夠穿梭在這片竹海裡肆意妄為地與敵人廝殺,讓我在片刻失神後依舊眷戀著眼前這片美景無法自拔。行走在竹林的步道中,呼吸著石牌上所寫的「此處有一等一的負離子能量」,彷彿多吸幾口就能把心中的負能量通通帶走,徹底淨化身心。經過了這場身心靈的洗禮,時間也悄悄接近了尾聲,有些不捨此處美不勝收的美景和最純淨的空氣,最後就用一張大合照來訴說這段旅程滿滿的回憶,畫下完美句點。

 

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 ~

【之七】

撰文:光電所碩士班 孟慶棠

歐洲見聞

還未來到歐洲前,我便知道歐洲治安是比較差的,因此我也謹記無時無刻都需要小心翼翼維護自身安全不能鬆懈,但沒想到就算再如何警惕自己,壞事終究還是會發生。猶記得早上10點左右我漫步於巴黎的心鎖橋上時,有差不多5個壯碩男子向前當眾搶我的所有財物,從來沒遇過小偷的我,第一次碰到這種狀況,而且還是光明正大的搶劫,努力掙脫之餘我不小心絆倒在橋上,帶著腳受傷的疼痛緩緩站起時,順手摸一下口袋發現我的錢包不見了,我急忙大喊並跑向小偷,幸好他們只拿取我整趟旅程的錢沒有拿走我的證件,真的算是不幸中的大幸了。總之在歐洲出外需要時時警惕,小心自身安全與個人財物。那時正處在爆發巴黎黃衫軍動亂的聖誕節假期,到處都是警車、暴民,所有的交通都被封鎖住了,那次旅行也帶給我對於歐洲罷工深刻的切身經驗。

黃衫軍暴動的巴黎

此外在歐洲生活只要遇到需要簽署合約的情形,一樣要非常小心,因為當地的合約基本上只有荷蘭文版,因此在翻譯上最好找當地的朋友或是熟悉的人幫忙,如果一味只聽從合約主的介紹,可能會有被唬弄的風險,真的需要很小心。我就有幾次經驗,像是健身房的會員約,硬生生地白白多付一個月的會費25歐;網球場的預約機制,我也是收到3、4張政府違約罰單,最重的罰到30歐。而且麻煩的是當地處理事情的態度非常消極!有時透過電話或寄信都還不一定會給予一個精確的答案,因此在歐洲生活處事真的需要在地體會才可以感受得到另一面。

由於歐洲以高度國際化為特色,因此在歐洲求學的學生均來自各個不同的國家,比較深入地了解與認識後,可以發現不同國家的人都有各自不同的背景與故事。例如我有一些印度朋友,他們在印度有時候缺乏水源,每天都需要長途跋涉去取水;另有一個巴西朋友,由於在巴西教育很不普及,因此必須到海外求學幫助自己取得良好教育;我的烏克蘭朋友為了逃避當兵,寧願在海外繼續求學也不願意回國。這些故事時時提醒身處台灣的我是如此幸福!口試結束後,我和朋友們包含EMSP計畫同儕或是宿舍友人,大家一起舉辦最後的離別晚餐,一同訴說著這一年大家的體驗並彼此祝福,希望未來還有機會再次見面!

 與EMSP的朋友一起吃BBQ

新、舊宿舍朋友的餐敘

這一年我所得到的收穫很難具體形容,有些是在學業上體會不一樣的教學方式、有些是在當地生活體驗不一樣的文化、有些則是與人交流對於生命上的體悟,這些種種的經驗帶給我人生不一樣的衝擊。我也深刻體會到讀萬卷書不如行萬里路的意涵,很多體驗是超出自己原先想像,很難一語道盡的。每個人都有屬於自己獨特的生命意義,不必因為周遭的環境而改變自己的想法,誠實大膽地做自己、活出生命屬於自己的精彩,這也是我這一年與來自各國不同文化的朋友相處所悟出的心得!很感謝這一年我結識的所有朋友們,因為有了你們造就我這一年不平凡、珍貴的回憶。全文完

 

 

 
     
 
 

Spatial Range of the Plasmonic Dicke Effect in an InGaN/GaN Multiple Quantum Well Structure

Professor C. C. Yang’s Lab.

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 楊志忠教授

The plasmonic Dicke effect means a cooperative emission mechanism of multiple light emitters when they are simultaneously coupled with the same surface plasmon (SP) mode of a metal nanostructure to achieve a higher collective emission efficiency. Here, we compare the enhancements of emission efficiency among a series of SP-coupled InGaN/GaN quantum-well (QW) structures of different QW period numbers to show an emission behavior consistent with the plasmonic Dicke effect. The relative enhancement of overall emission efficiency increases with QW period number until it reaches a critical value, beyond which the enhancement starts to decrease. This critical QW period number corresponds to the effective depth range of the plasmonic Dicke effect in a multiple-QW system. It also represents an optimized QW structure for maximizing the SP coupling effect. Internal quantum efficiency (IQE) and time-resolved photoluminescence are measured for comparing the enhanced emission efficiencies of blue and green QW structures with different QW period numbers through SP coupling induced by surface Ag nanoparticles. Figure 1 below shows the structures of the 5 single-QW samples of different capping layer thicknesses and the 6 QW samples of different QW period numbers. Figure 2 shows the transmission spectra of those samples after Ag nanoparticles are placed on the top. The depressions correspond to the SP resonance feature. Figures 3 and 4 show the IQEs of those samples and their relative enhancements.

Fig. 1 (a): Structure of the 5 single-QW samples with different d. (b): Structure of the 6 QW samples with 1-6 QW period numbers.

Fig. 2 Transmission spectra of the totally 11 samples shown in Fig. 1. The insert shows the SEM image of the Ag nanoparticles on the sample top to produce SP coupling.

Fig. 3 Variations of the IQEs of the 5 single-QW samples and their relative enhancements.

Fig. 4 Variations of the IQEs of the 6 QW samples of different QW numbers and their relative enhancements.

 

In0.53Ga0.47As/InP SAGCM avalanche photodetectors

Professor Hao-Hsiung Lin’s Lab.

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 林浩雄教授

In this work, we report on the design and fabrication of In0.53Ga0.47As/InP avalanche photodetectors (APDs) with separated absorption, grading, charge sheet, and multiplication (SAGCM) structure. We used TCAD model to simulate 2D APD device structures with guard rings. The designed structures were realized on InP substrates by MOCVD growth and twice Zn diffusion processes. The depth of junction, thickness of the multiplication layer, and the depth of guard ring were controlled by the two diffusions. Fig. 1 shows the schematic diagram of the device structure and the fabricated APD devices. Fig. 2 shows the revise I-V of an APD in dark and under the illumination of a 1550 nm light source. Fitting results are also shown in the figure. Fig. 4 shows the measured external quantum efficiency of an APD with and without gain.

Fig. 1(a) Schematic diagrams showing the device structure and the electric field profile. (b) Microscope image showing APD devices.

Fig. 2 Reverse dark and illuminated I-V curves of the APD devices. The 1550 nm light source induces the current jump at the punch through voltages. Fitting results from TCAD are also shown in the figure.

Fig. 3 External quantum efficiency of an APD device with gain (Mpη) and without gain (η).

 

     
 
 

— 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、吳昕妤 —

超流體塗層

光與物體之間的相互作用會導致布里淵散射,這是一個非常重要的現象。該概念可以在晶片上以及光纖中實現精確的光學技術,但也帶來了不良後果,例如在光通信中產生了雜訊。

現在,澳大利亞布里斯班昆士蘭大學的Xin He、Glen Harris、Christopher Baker及其同事報告說,在設計基於布里淵的光子技術時,可以大大地克服一些關鍵的妥協因素;另外也揭示一種新型的腔內布里淵程序–反向模態布里淵散射 。(Nat.Phys.https://doi.org/ 10.1038/ s41567-020-0785-0; 2020)。這是透過用自組裝的超流體奈米厚度薄膜對於光學共振器進行鍍膜來實現的。光場能夠使光學共振腔形變,將其尺寸改變1%,並使光共振頻譜偏移幾千倍的線寬。該團隊展示了微瓦級布里淵雷射。

該論文的通訊作者貝克(Baker)對《自然光子學》期刊(Nature Photonics)解釋說,共振器內部的高光強度區域(如圖一所示)透過光學梯度力(光鑷的機制)和超流體噴泉效應(superfluid fountain effect)。超流體噴泉效應是光吸收引起的熵梯度誘導超流體流動,更多的超流體引入而不斷使超流體界面變形(如圖一所示)。這導致在光場所在的共振器周圍形成超流體“凸起”。

 

圖一、超流體光機械共振器中的反向布里淵散射程序。箭頭指示泵浦光子(紅色),斯托克斯光子(Stokes photons綠色)和聲子(藍色)的方向。

 

圖二、色散圖,顯示了斯托克斯交互作用的能量和動量匹配條件;陰影水平帶表示腔模態密度的增加。常規的模內布里淵散射(虛線)通常利用由自由光譜範圍(FSR)或其倍數分隔的光學模式,從而將裝置尺寸限制為毫米級。此處觀察到的等效方位角m階模態的退化,反向傳播的迴廊模態之間的散射克服了此限制,被稱為反向模態(實線)。

貝克說:「我們證明了超低閾值布里淵雷射和反向傳播的光子模式之間的強耦合,該模式由超流體聲子介導。」「實際上,超流體布里淵波形成了行進的折射率光柵。高於布里淵雷射閾值時,由該光柵產生的反向散射足夠強,可以進入機械介導的光子-光子強耦合狀態,即光子在泵浦和斯托克斯共振之間循環的速率快於光子衰變速率。 光場這種形式的強耦合是布里淵可重配置的光學開關和電路,光子量子介面以及產生合成電磁場的關鍵能力。 」

 在毫開爾文溫度(millikelvin temperatures)下使用超流體氦工作是一項具有挑戰性的工作,即使沒有光學效應。超流體氦氣會從樣品室的微小間隙中逸出,並且超流體氦薄膜也是不可見的。貝克說,該團隊正在開發完全積體化的光子晶片,以便將來進行較輕鬆的實驗。

研究小組希望可以改善這種方法,並實現飛瓦級雷射光發射閾值。同樣,透過利用超流體噴泉效應,可以檢測到單光子吸收事件,從而有可能實現光子數解析器(photon-number-resolving detectors)。此外,研究小組希望該方法可用於矽晶片上的光學高效率可重配置路由器,以及混合液體和進行皮化學反應(pico-chemistry),甚至可以構建陀螺儀來測量矽片上的微米尺度液體流量,提供對於擾流動力學以及量子液體動力學的新見解。

 

 

參考資料:

[1] Oliver Graydon “Superfluid coating,” Nature Photonics volume 14, 267(2020)

https://www.nature.com/articles/s41566-020-0632-y

DOI:10.1038/ s41566-020-0632-y

[2] Xin He  , Glen I. Harris  , Christopher G. Baker  , Andreas Sawadsky , Yasmine L. Sfendla , Yauhen P. Sachkou , Stefan Forstner and Warwick P. Bowen “Strong optical coupling through superfluid Brillouin lasing,” Nature Physics, volume 16,417–421(2020)

https://www.nature.com/articles/s41567-020-0785-0

DOI: 10.1038/ s41567-020-0785-0

   
 
 
 
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