第184期 2022年5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:2022.05.30
 
 

本所林清富教授新創公司奈微光入選「2022台灣新創世界盃創業競賽決選TOP 10 Startups」,特此恭賀!

此為台灣工研新創協會攜手北美第三創投公司Pegasus Tech Venture合辦的比賽,本團隊從175隊來自台灣各地的優秀新創團隊中脫穎而出,入選為決選 TOP 10 Startups。

相關網址:

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

 

本所林恭如教授、吳肇欣教授、國立陽明交通大學、鴻海研究院半導體所和美商康寧研究團隊合作發表創新傳輸技術研究成果並獲得媒體報導,特此恭賀!

相關報導:

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

 

本所林清富教授指導博士生蔡志遠、碩士生蔡涵宇同學榮獲台灣機電工程國際學會2022年會暨第七屆全國學術研討會 (ISME) 論文競賽論壇組別最佳論文獎」,特此恭賀!

 

本所吳肇欣教授指導碩士生薛陸清同學榮獲「2022第二屆奈米元件電路與技術研討會SNDCT (Symposium on Nano-Device Circuits and Technologies) 論文優等獎」,特此恭賀!

 

本所碩、博士生同學參加「國際顯示製程前瞻技術研討會 (International Display Manufacturing Conference; IDMC 2022)」榮獲Best Paper Award、Distinguished Poster Award,獲獎資訊如下,特此恭賀!

 

獲獎學生 獎項 指導教授

陳詩旻

(碩士生)

Best Paper Award - Oral

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

吳育任

洪筱鈞

(碩士生)

Best Paper Award - Oral

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

吳育任

林菩垣

(碩士生)

Distinguished Poster Award - Poster

論文名稱:Flexible Differential Amplifier Based on a-IGZO TFTs

陳奕君

陳介安

(碩士生)

Distinguished Poster Award - Poster

論文名稱:High-Efficiency Blue Fluorescent OLED Based on Pyrene Derivative Host Material

李君浩

高浩哲

(博士生)

Distinguished Poster Award - Poster

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

吳忠幟

黃靖翔

(碩士生)

Distinguished Poster Award - Poster

論文名稱:High-Efficiency Deep-Blue/Ultraviolet Organic Light Emitting Diodes

李君浩

 

 

 

 
 
3月份「光電所專題演講」(整理:姚力琪)
時間: 111年3月11日(星期五)下午2時20分
講者: 柯歷亞執行長(光焱科技股份有限公司)
講題: 本土量測儀器品牌建立與國際標準發展之路
 

柯歷亞執行長(右)與本所李翔傑教授(左)合影

 

時間: 111年3月18日(星期五)下午2時20分
講者: 陳炤彰特聘教授(國立臺灣科技大學機械系)
講題: 三維堆疊晶片與TSV量測整合應用
 

陳炤彰特聘教授(右)與本所李翔傑教授(左)合影

 

時間: 111年3月25日(星期五)下午2時20分
講者: 徐豐源經理(台積電先進封裝量測中心)
講題: 半導體先進封裝檢測應用趨勢
 

徐豐源經理(右)與本所李翔傑教授(左)合影

 

4月份「光電所專題演講」(整理:姚力琪)
時間: 111年4月8日(星期五)下午2時20分
講者: 謝明修所長(鴻海研究院量子計算研究所)
講題: (1) Introduction to Hon Hai Research Institute and (2) Introduction to Quantum Machine Learning
 
時間: 111年4月15日(星期五)下午2時20分 〈※ 線上演講〉
講者: 張維哲資深經理(致茂電子股份有限公司)
講題: 白光干涉技術於工業檢測之應用
 
時間: 111年4月22日(星期五)下午2時20分
講者: 蔡承軒經理(GARMIN顯示器與光學技術)
講題: 由實體顯示器到AR投影
 

 蔡承軒經理(右)與本所李翔傑教授(左)合影

 

時間: 111年4月29日(星期五)下午2時20分 〈※ 線上演講〉
講者: 曾銘綸教授(國立陽明交通大學電子研究所)
講題: Nanophotonic Metasurfaces for UV light generation, Imaging, and Sensin
 

 

5月份「光電所專題演講」(整理:姚力琪)
時間: 111年5月6日(星期五)下午2時20分 〈※ 線上演講〉
講者: 張憶里博士(經典創新工作坊創辦人)
講題: 職場新鮮人的屠龍寶刀
 

 

 
 

Wide Field-of-View 3D MEMS LiDAR

Professor Guo-Dung Su

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 蘇國棟教授

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

臺灣大學光電所 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.

 

     
 
 
論文題目:3D電腦生成全像系統之建構與影像顯示及評估方法

姓名:莊智皓   指導教授:林晃巖教授

 

摘要

本研究藉由實驗了解到3D全像在評估上的缺陷。因為三維電腦全像包含多深度之資訊點,如圖一所示。故以旋轉方式進行掃描並進行前述之評估步驟,達到完整評價整三維電腦全像影像之品質,如圖二所示。在這個研究中,以往SSIM僅能針對單視角三維模型之二維影像進行較模糊之評價進行改善,使所有被評估之資訊點皆為對焦平面上之清楚結果,實現更加貼切評價三維影像之評估方式。從結果上來看,本研究所提之3D SSIM相對於原本SSIM其數值有效提升。從實驗的結果來看,可見非影像光與離焦影像的對於影像評估影響的嚴重性,因此可以推斷,RDE、RMSE、SNR和SC等評估方式也應對於3D全像進行調整,才能符合實際觀看情況。原則上本研究提出的方法可用來評價視差型的三維顯示系統,但分析方法需要將全視角內容分析修改為左右視角影像內容進行分析。至於光場顯示的部分,則須採用關於圖像內容的全光函數(Plenoptic function)的分析方法。此外,對於真實的三維物體(如三維列印的物體品質評估)的部分,可以參照本研究的方法進行評估。總體而言,本研究的方法對於其他3D顯示方法還需要進一步驗證和討論,以應用於所有的3D顯示內容。

圖一、立體全像影像重建

圖二、3D全像影像擷取示意圖


 
 

— 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、吳思潔 —

多模光纖實現3D成像

採用光纖束的內視鏡通常用於遠距成像應用,但它們無法提供有關場景的 3D 信息。現在,Stellinga和來自英國、德國和捷克共和國的合作者在Science上撰文提供了一個潛在的解決方案(Science 374, 1395–1399; 2021)。該團隊透過單根40 cm長、直徑 50μm 的多模光纖紀錄了接近影頻速率的3D飛行時間(time of flight, ToF)成像,從而減少了內視鏡的尺寸大小,同時也賦予了它深度解析度。

使用多模光纖通常會面臨如何處理模態之間的串擾的挑戰,該團隊透過波前塑形優雅地解決了這個問題。利用光纖傳輸矩陣的知識,將持續時間長700皮秒(ps, 10-12s)、波長532 nm的雷射脈衝發送到光纖,首先由數位微鏡元件(digital micromirror device, DMD)塑形,以便在光纖的另一端產生一個聚焦點,照亮場景的預定點。只要光纖保持固定架構,所需的波前塑形是確定性的,因此產生的光斑可以通過DMD以22.7 kHz的更新率對4,200個點上的整個畫面進行線型掃描。然後通過第二根光纖收集反向散射光以執行圖像重建和深度測量。圖像是根據返回信號的強度生成的,而距離資訊是透過參考ToF到脈衝進入照明光纖的時間來恢復的。

原型裝置的性能透過在距離照明光纖尖端幾毫米到幾米的距離範圍內成像場景來證明。由於具有快速掃描能力,以5Hz記錄移動場景,從而可以捕捉具有顏色編碼的深度資訊的手勢和動作,例如揮手、跳舞和旋轉棋盤(如圖一)。透過在30厘米距離處解析靜態人體模型頭部的面部輪廓,進一步證明了深度精準度可達到2.5毫米。

當前設計的一個主要障礙是光纖必須保持固定位置,因為光纖的傳輸矩陣對彎曲、移動和溫度變化很敏感。該研究的主要作者Daan Stellinga博士評論說:「要解決的主要問題是機械光纖微擾動對成像品質的影響,這需要能夠以接近實時的方式校正傳輸矩陣的變化。」潛在的可行解決方案包括利用在無序介質中傳播的波的光學記憶概念,或部署引導星參考點。實施這些方法將允許以動態方式估計光纖傳輸矩陣,同時只能存取光纖的終端。

總而言之,儘管仍然存在挑戰,但這個原型裝置還是很有希望的。正如Stellinga所相信的:「透過進一步改進,該儀器可用於醫療環境,像是電腦視覺輔助腹腔鏡手術,其中3D資訊是必不可少的。我們正持續探索的其他應用包括精密機械儀器的工業檢測和遠端監控。」

圖一、具有顏色編碼與深度資訊的旋轉棋盤

 

參考資料:

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

參考文獻:

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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