第184期 2022年5月刊
 
 
 
发行人:黄建璋所长  编辑委员:曾雪峰教授  主编:林筱文  发行日期:2022.05.30
 
 

本所林清富教授新创公司奈微光入选「2022台湾新创世界杯创业竞赛决选TOP 10 Startups」,特此恭贺!

此为台湾工研新创协会携手北美第三创投公司Pegasus Tech Venture合办的比赛,本团队从175队来自台湾各地的优秀新创团队中脱颖而出,入选为决选 TOP 10 Startups。

相关网址:

https://sites.google.com/view/swtc2022/home

 

本所林恭如教授、吴肇欣教授、国立阳明交通大学、鸿海研究院半导体所和美商康宁研究团队合作发表创新传输技术研究成果并获得媒体报导,特此恭贺!

相关报导:

https://www.ledinside.com.tw/news/20220516-37978.html

 

本所林清富教授指导博士生蔡志远、硕士生蔡涵宇同学荣获台湾机电工程国际学会2022年会暨第七届全国学术研讨会 (ISME) 论文竞赛论坛组别最佳论文奖」,特此恭贺!

 

本所吴肇欣教授指导硕士生薛陆清同学荣获「2022第二届奈米组件电路与技术研讨会SNDCT (Symposium on Nano-Device Circuits and Technologies) 论文优等奖」,特此恭贺!

 

本所硕、博士生同学参加「国际显示制程前瞻技术研讨会 (International Display Manufacturing Conference; IDMC 2022)」荣获Best Paper Award、Distinguished Poster Award,获奖信息如下,特此恭贺!

 

获奖学生 奖项 指导教授

陈诗旻

(硕士生)

Best Paper Award - Oral

论文名称:Numerical Analysis for V-Shape Defect and Random Alloy Fluctuation in Red Green and Blue Nitride Based LEDs

吴育任

洪筱钧

(硕士生)

Best Paper Award - Oral

论文名称:A Complete Exciton Diffusion Model Including Both Singlet and Triplet Behaviors Coupling with Poisson and Drift-Diffusion Solver

吴育任

林菩垣

(硕士生)

Distinguished Poster Award - Poster

论文名称:Flexible Differential Amplifier Based on a-IGZO TFTs

陈奕君

陈介安

(硕士生)

Distinguished Poster Award - Poster

论文名称:High-Efficiency Blue Fluorescent OLED Based on Pyrene Derivative Host Material

李君浩

高浩哲

(博士生)

Distinguished Poster Award - Poster

论文名称:Realizing Deep-Red/Near-Infrared Phosphorescent OLED with Iridium(III) Complexes with [-2, -1, 0] Charged Ligands

吴忠帜

黄靖翔

(硕士生)

Distinguished Poster Award - Poster

论文名称:High-Efficiency Deep-Blue/Ultraviolet Organic Light Emitting Diodes

李君浩

 

 

 

 
 
3月份「光电所专题演讲」(整理:姚力琪)
时间: 2022年3月11日(星期五)下午2时20分
讲者: 柯历亚执行长(光焱科技股份有限公司)
讲题: 本土量测仪器品牌建立与国际标准发展之路
 

柯历亚执行长(右)与本所李翔杰教授(左)合影

 

时间: 2022年3月18日(星期五)下午2时20分
讲者: 陈照彰特聘教授(国立台湾科技大学机械系)
讲题: 三维堆栈芯片与TSV量测整合应用
 

陈照彰特聘教授(右)与本所李翔杰教授(左)合影

 

时间: 2022年3月25日(星期五)下午2时20分
讲者: 徐丰源经理(台积电先进封装量测中心)
讲题: 半导体先进封装检测应用趋势
 

徐丰源经理(右)与本所李翔杰教授(左)合影

 

4月份「光电所专题演讲」(整理:姚力琪)
时间: 2022年4月8日(星期五)下午2时20分
讲者: 谢明修所长(鸿海研究院量子计算研究所)
讲题: (1) Introduction to Hon Hai Research Institute and (2) Introduction to Quantum Machine Learning
 
时间: 2022年4月15日(星期五)下午2时20分 〈※ 在线演讲〉
讲者: 张维哲资深经理(致茂电子股份有限公司)
讲题: 白光干涉技术于工业检测之应用
 
时间: 2022年4月22日(星期五)下午2时20分
讲者: 蔡承轩经理(GARMIN显示器与光学技术)
讲题: 由实体显示器到AR投影
 

 蔡承轩经理(右)与本所李翔杰教授(左)合影

 

时间: 2022年4月29日(星期五)下午2时20分 〈※ 在线演讲〉
讲者: 曾铭纶教授(国立阳明交通大学电子研究所)
讲题: Nanophotonic Metasurfaces for UV light generation, Imaging, and Sensin
 

 

5月份「光电所专题演讲」(整理:姚力琪)
时间: 2022年5月6日(星期五)下午2时20分 〈※ 在线演讲〉
讲者: 张忆里博士(经典创新工作坊创办人)
讲题: 职场新鲜人的屠龙宝刀
 

 

 
 

Wide Field-of-View 3D MEMS LiDAR

Professor Guo-Dung Su

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 苏国栋教授

Light detection and ranging (LiDAR) sensors are promising for automated transportation to detect the surrounding environment. However, most LiDAR solutions are complex and bulky. By designing a MEMS-mirror-based LiDAR, we can improve the volume constraints, but MEMS mirrors could limit scanning angles. In this newsletter, we show and demonstrate a MEMS LiDAR system to solve the current obstacles. Combining a MEMS mirror and a wide-angle lens into the system, small-volume and large field-of-view (FOV) LiDAR systems can be realized. We use ray tracing optical simulation software to design a pair of aspherical lenses to expand the scanning angle. After the laser beam passes through the wide-angle lens, the FOV can be increased to 104 degrees. The distortion of the wide-angle lens is controlled below 3%, making the scanned image precise to the actual situation. In order to experimentally demonstrate the small-volume MEMS scanning LiDAR, a modular laser rangefinder is used with a MEMS mirror. The entire system of the LiDAR scanner is around 15 cm × 5 cm × 2.5 cm. In the natural light environment for wide-angle LiDAR measurement, the maximum error is less than 2%. Finally, an image processing program is written to convert the scanned data into a 3D point cloud image, and the generated image proves the complete function of the proposed LiDAR.

 

Fig. 1

 Fig. 2

 

Singlet fission and triplet fusion in amorphous rubrene thin film

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

Exciton dynamics in amorphous rubrene thin film (100 nm) was investigated by steady and transient photoluminescence measurement. Upon photoexcitation, singlet exciton in rubrene thin film may give light in ~ns range which results in prompt fluorescence in transient measurement. Not only radiative recombination, singlet may also split into the triplets though singlet fission process, and two triplets may fuse back to singlet through triplet fusion process and emit light, which results in delayed fluorescence. Through spectroscopic study, at least three emitting species in this amorphous film were identified with distinct singlet fission, triplet fusion, and triplet hopping rates. It was found that singlet fission and triplet fusion both have direct path. However, singlet fission process could be mediated by charge-transfer (CT)-state which was absent in triplet fusion process.

Fig. 1. Energy transfer routes among singlet, triplet, and CT states.

 

     
 
 
论文题目:3D计算机生成全像系统之建构与影像显示及评估方法

姓名:庄智皓   指导教授:林晃岩教授

 

摘要

本研究藉由实验了解到3D全像在评估上的缺陷。因为三维计算机全像包含多深度之信息点,如图一所示。故以旋转方式进行扫描并进行前述之评估步骤,达到完整评价整三维计算机全像影像之质量,如图二所示。在这个研究中,以往SSIM仅能针对单视角三维模型之二维影像进行较模糊之评价进行改善,使所有被评估之信息点皆为对焦平面上之清楚结果,实现更加贴切评价三维影像之评估方式。从结果上来看,本研究所提之3D SSIM相对于原本SSIM其数值有效提升。从实验的结果来看,可见非影像光与离焦影像的对于影像评估影响的严重性,因此可以推断,RDE、RMSE、SNR和SC等评估方式也应对于3D全像进行调整,才能符合实际观看情况。原则上本研究提出的方法可用来评价视差型的三维显示系统,但分析方法需要将全视角内容分析修改为左右视角影像内容进行分析。至于光场显示的部分,则须采用关于图像内容的全光函数(Plenoptic function)的分析方法。此外,对于真实的三维物体(如三维打印的物体质量评估)的部分,可以参照本研究的方法进行评估。总体而言,本研究的方法对于其它3D显示方法还需要进一步验证和讨论,以应用于所有的3D显示内容。

图一、立体全像影像重建

图二、3D全像影像撷取示意图


 
 

— 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、吴思洁 —

多模光纤实现3D成像

采用光纤束的内视镜通常用于远距成像应用,但它们无法提供有关场景的 3D 信息。现在,Stellinga和来自英国、德国和捷克共和国的合作者在Science上撰文提供了一个潜在的解决方案(Science 374, 1395–1399; 2021)。该团队透过单根40 cm长、直径 50μm 的多模光纤纪录了接近影频速率的3D飞行时间(time of flight, ToF)成像,从而减少了内视镜的尺寸大小,同时也赋予了它深度分辨率。

使用多模光纤通常会面临如何处理模态之间的串扰的挑战,该团队透过波前塑形优雅地解决了这个问题。利用光纤传输矩阵的知识,将持续时间长700皮秒(ps, 10-12s)、波长532 nm的激光脉冲发送到光纤,首先由数字微镜组件(digital micromirror device, DMD)塑形,以便在光纤的另一端产生一个聚焦点,照亮场景的预定点。只要光纤保持固定架构,所需的波前塑形是确定性的,因此产生的光斑可以通过DMD以22.7 kHz的更新率对4,200个点上的整个画面进行线型扫描。然后通过第二根光纤收集反向散射光以执行图像重建和深度测量。图像是根据返回信号的强度生成的,而距离信息是透过参考ToF到脉冲进入照明光纤的时间来恢复的。

原型装置的性能透过在距离照明光纤尖端几毫米到几米的距离范围内成像场景来证明。由于具有快速扫描能力,以5Hz记录移动场景,从而可以捕捉具有颜色编码的深度信息的手势和动作,例如挥手、跳舞和旋转棋盘(如图一)。透过在30厘米距离处解析静态人体模型头部的面部轮廓,进一步证明了深度精准度可达到2.5毫米。

当前设计的一个主要障碍是光纤必须保持固定位置,因为光纤的传输矩阵对弯曲、移动和温度变化很敏感。该研究的主要作者Daan Stellinga博士评论说:「要解决的主要问题是机械光纤微扰动对成像质量的影响,这需要能够以接近实时的方式校正传输矩阵的变化。」潜在的可行解决方案包括利用在无序介质中传播的波的光学记忆概念,或部署引导星参考点。实施这些方法将允许以动态方式估计光纤传输矩阵,同时只能存取光纤的终端。

总而言之,尽管仍然存在挑战,但这个原型装置还是很有希望的。正如Stellinga所相信的:「透过进一步改进,该仪器可用于医疗环境,像是计算机视觉辅助腹腔镜手术,其中3D信息是必不可少的。我们正持续探索的其它应用包括精密机械仪器的工业检测和远程监控。」

图一、具有颜色编码与深度信息的旋转棋盘

 

参考资料:

Giampaolo Pitruzzello, “Multimode fibres promise 3D imaging,” Nature Photonics volume 16, pages181 (2022)

https://doi.org/10.1038/s41566-022-00966-4

DOI:10.1038/s41566-022-00966-4

参考文献:

DAAN STELLINGA, DAVID B. PHILLIPS, SIMON PETER MEKHAIL, ADAM SELYEM, SERGEY TURTAEV, TOMÁŠ ČIŽMÁR, AND MILES J. PADGETT, Time-of-flight 3D imaging through multimode optical fibers, SCIENCE Vol 374, Issue 6573

pp.1395-1399 (2021)

DOI: 10.1126/science.abl3771

 
       
       
 
 
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