本所孙启光教授研究团队与介观生医股份有限公司合作，荣获「财团法人生技医疗科技政策研究中心2022年度国家新创精进奖」，特此恭贺！

本所李君浩教授荣膺2023 SID Fellow（Society for Information Display，国际信息显示学会），特此恭贺！

本所3月份演讲公告：

～ 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 ～

【之三】

撰文：光电所硕士班 张尧栋

研究

前文曾经提到，来比利时之前，根特的行政人员会寄给我们一个列有该年度所有硕士论文题目的档案，可自行联络各题目的负责教授面谈，如果他愿意收，就代表你找好指导教授和确定题目了。这年刚好我的Promotor（联络教授）和Superviser（指导教授，但也有可能是博士生或研究员）都是教授，分别是Geert Van Steenberge和Jeroen Missinne，我的题目则是将光学隔离器（optical isolator）整合到光子芯片和光纤之间的耦合接口，领域属于硅光子中的光学芯片封装和整合。在来比利时前，教授便寄给我一些文献，要我做文献回顾，在出国前我就结束文献回顾，也因此就学后才能赶上六月的论文口试。

平常讨论都是和两位教授进行，在前半学期还有另一位博士后Marie-Aline教我操作仪器，我们没有固定的讨论时间，而是当我有一定的实验产出，且有些问题需要讨论时，才会跟教授约时间，但原则上是1至2周会讨论一次。这里的规划相对弹性，老师不会主动催促你的实验进度，而是你要为自己的进度负责，但如果积极地找老师讨论，也可以得到非常多的回馈。

在这里做硕士论文研究较不同的是，这里硕士生比较像做一个更完整更大的专题研究，但不像在台湾什么都要自己来，因为硕士论文只有1至2学期可以完成，时间相对紧迫，所以有些半导体制程或是实验器材的购买都会是研究团队的博士生、研究员帮我们做的，硕士生更着重在了解和学习原理及来龙去脉。

在下学期，大概三月时，会有一个非正式的预口试，会先做一次报告给教授们聆听，可以藉此督促自己加快实验进度。这里的老师对于报告和论文的要求也非常高，在检讨报告时，每张投影片每个细节都不放过，由于我们有语言隔阂，有时用字或逻辑不精确的地方都需要改进。在修改硕士论文时这个问题更是明显，点开老师改完的论文档案发现有300多则评论要改时真的快昏倒，但经过这样的学术训练后无论是研究或是语言能力都进步非常多！

比利时的硕士论文口试可以选择在第二学期的六或九月口试，当时因为七、八月已经安排旅游行程，因此我把所有期末考和口试订在六月，而且有不能被当的压力。六月的口试很像是研讨会的形式，办在一个大讲堂，所有根特和布鲁塞尔自由大学的硕士生都要出席，此外所有教授和博士生都可以来听，因为台下非常多人，和台湾硕士口试只有自己实验室的学长姐、同学截然不同，也因此在报告时压力格外大，且所有教授和博士生都可以自由发问，因此心理素质也会连带地受到训练。最后由于我的实验结果和理论相符合，论文及口试都表现得不错，我在口试结束当天获得了EMSP计划的最佳论文奖，根特和VUB总计共有四名得主。此外指导教授也帮我报名角逐IMEC AWARD，IMEC是比利时微电子中心，是欧洲最大的半导体研究机构，比利时的各大学都有许多研究团队和IMEC合作，或直接隶属于其旗下，在根特大学，举凡电子、资工、光电、物理等领域都有团队和IMEC合作，因此我必须要和不同领域的菁英共同竞争这个奖项，每间大学也仅有一位得主。我最后非常荣幸地和另一位电机系的同学共同获奖，在毕业典礼当天，在数百位的同学、家长面前领奖，不仅觉得无比光荣，也觉得自己为台湾争了一口气。由于毕业典礼的举行时间大约在十月中旬，许多国际生都回自己国家了，本届EMSP毕业生只有我一个人出席，但如果时间允许，我很推荐参加。而且结束后，礼堂外的公共空间很像一个半正式的社交空间，大家可以自由地喝酒、拍照、聊天，气氛非常棒，建议尽量穿正式一点的服装，我到了现场才发现当地人都穿西装、晚礼服，以致于穿着休闲的我就像是混进来喝酒的路人。（附带一提，如果就读VUB，毕业典礼是直接在布鲁塞尔大广场举行，这是我觉得读VUB最吸引人的特点之一。）【精彩内容，下期待续～】

撰文：光电所硕士班 陈楷文

研究

前文曾提到，完成学业需要60 ECTS的学分，而毕业论文就占了30 ECTS，因此研究在这一年来可以说是最重要的一环。大概五月时会收到EMSP program的负责人Bert寄来的Master Thesis Topics，文件中会详细载明今年度两个学校（UGent／VUB）教授们拟定的硕士论文题目、实际会带领你的博班学长姐、需要具有什么先备条件、在这一年的研究会得到什么。决定好之后，可以先寄信给觉得有兴趣的教授安排面谈，若教授同意了之后再和Bert联系，就决定好未来一年的指导教授。

UGent的研究大楼主要位于Campus Ardoyen（又叫Technologiepark），坐落于根特市区的最南边，从宿舍骑脚踏车大约要20分钟，市中心大约30分钟。办公室、教室、会议室、量测空间主要是在iGent Tower，无尘室则是在距离iGent Tower 300公尺左右的大楼。iGent Tower每一层楼都有附设免费咖啡机及气泡水机，在下课或做研究之余需要休息片刻时，都能自己去泡一杯咖啡。这里的无尘室规模与台大的较为不同，所有机台都集中在同一个大空间，里面再按照制程阶段不同细分出几个小空间，例如黄光室、蚀刻室等等，所有制程都能在同一个空间中完成，效率能够大大提升。较不方便的是身为硕士生，并没有无尘室机台的操作使用权限，因此想要在无尘室中做实验，必须和自己的博士班指导学长约时间，晚上及假日无尘室也没有开放，这点必须要自己斟酌实验进度规划实验。UGent的Photonics Program总共有三个比较大的研究团队：Photonics Research Group (PRG)、Center for Microsystems Technology (CMST)、Liquid Crystals and Photonics Group (LCP)，各自专精的领域皆有不同，建议可以先前往他们的网站浏览一下再找出自己感兴趣的领域。

我的指导教授是Prof. Dries Van Thourhout，实际带领我的博士班学长总共有三位（Ivo、Korneel、Onur），我们大约1至2周会约一次meeting讨论这几周的进度以及给予我意见，与台大较不同的地方是，硕士班学生可以自己选择什么时候要讨论进度安排meeting时间，因此自我约束的能力就非常重要，需要定期规划实验进度并自己审视进度是否落后并跟教授讨论，不然很有可能无法在时间内完成研究。我的研究规划大概是九、十月进行文献回顾及跟教授确定实验大方向，十一至二月制程及初步量测及实验环境架设，三至六月整理数据及撰写论文。

硕士论文口试一般会有两个梯次，分别是第二学期期末考最后一天（6/29、6/30）或补考最后一天（9/9），依照实验进度决定能够在什么时间进行论文口试。由于EMSP program是由两个大学一起参加，因此第一天会举办在VUB校区，第二天就在UGent校区。与台湾较不同的是，全部即将毕业的同学都会被安排在同一天进行口试，一、二年级的同学也都会参加，克服在一群人面前演讲的压力也是需要面对的考验。口试时一位同学会被安排30分钟的时间，需要报告20分钟，另外10分钟则是面对教授的提问。指导教授会帮你安排一位相似领域的口试委员负责问大部分的问题，我的情况是那位教授有事无法前来因此采用在线的方式，碍于口音的不适应及现场音响不是太好，因此在一些题目上我并没有非常完整地听到教授想要问什么，相当可惜。【精彩内容，下期待续～】

撰文：光电所硕士班 黄喻农

研究

在EMSP学程这一年的总学分60 ECTS中，毕业论文就占了30 ECTS，可以想见其重要性，而且要在一年内完成其实是蛮紧凑的。在台湾注册好根特大学的账号后，可以从EMSP的官网上查询这一年可以选择的论文题目，大约有30至40个，有一些甚至有指导教授亲自录一段简短介绍的YouTube影片，因此就算不熟悉该领域也能够稍微知道研究的内容。在我们这一届，因为疫情，人数相当少，因此不会遇到题目同时有人重复选择并且要竞争的问题。在决定好题目后，需要自己主动联络指导教授并且进行简单的面试，在面试中，教授与博士后也会讨论询问有兴趣的研究方向，再做更具体的题目规划。

我选的题目是利用双频液晶制作厚度更薄的绕射组件，因此进入了Liquid crystal group，主要的办公室是在iGent大楼的七楼。通常硕士生是没有位置的，但是指导教授人非常好，特地请秘书处的人搬来了新的桌子，因此让我有个位置能够待着。我的研究题目主要是由一位指导教授、一位博士后研究员、以及一位博士生指导，博士生主要教导我如何操作实验仪器，相关实验的进度与规划则是与博士后讨论，大约每两个星期会与指导教授meeting一次，在meeting中报告我的实验进度与结果，由大家提供回馈。我还记得刚到根特的时候，因为与在台大研究的内容不一样，我常常在大家讨论的时候跟不上，事后经常再另外找博士生、博士后请教，花了很多时间也感到很挫折，但是每一次都可以感觉到自己慢慢地从错误中又进步了一点，感到蛮充实，而办公室的其它博士生也经常给予意见，在这一年中，真的是非常感谢液晶研究组大家的照顾。

我的题目主要以实验为主，而液晶研究组的实验室是在iGent的八楼与地下二楼，因此我大部分的时间都是在地下二楼度过。我觉得有趣但同时也感到麻烦的是，进去实验室需要刷磁扣，但是硕士生的磁扣在下午五点过后就无法使用，但如果在下午做实验，往往会超过这个时间，因此常常在五点前就需要与还待在办公室做事的博士班学长借磁扣刷入。

论文的口试有两个时间，一个是六月底，一个是九月初，在五月底如果实验与论文进度顺利完成，就可以在六月底口试，反之则多两个月时间，安排在九月初口试。六月底的口试与台湾的口试很不一样，所有口试的人会被安排在同样两天内发表，一天在根特大学、一天在布鲁塞尔自由大学，除了有口试委员与自己实验室的学长学姊、同学，还会有整个研究所的教授、同学、学弟学妹一同参与，因此在口试的时候是面对着40至50人报告，非常有挑战性。而在九月初的口试，就比较像是台湾的口试，面对的是口试委员以及实验室的学长姐和同学。【精彩内容，下期待续～】

Photoluminescence Measurement of Ge/Ge_0.95Si_0.05 and Ge/Ge_0.9Sn_0.1 Epilayers

Professor Chee-Wee Liu

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 刘致为教授

The photoluminescence (PL) measurement provides a non-destructive method to investigate the epilayer quality after CVD epitaxial growth. The strong PL spectra indicates low defect density in the epilayers, which is required for better device performance. In this work, two different designs of epilayers were grown by CVD epitaxy and measured by PL to characterize the epilayer quality. 8 Ge_0.95Si_0.05 channels sandwiched by Ge sacrificial layers (SLs) (Fig.1 (a)) with the strong PL spectra of Ge_0.95Si_0.05/Ge (Fig.1 (b)) is demonstrated. Moreover, the PL spectra of 8 Ge_0.9Sn_0.1 channels sandwiched by Ge SLs and Ge_0.97Sn_0.03/Ge double caps (Fig.2 (a)) shows two peaks (Fig.2 (b)), which refers to the Ge_0.9Sn_0.1 and the Ge_0.97Sn_0.03/Ge.

Reference:
[1] Y.-C. Liu et al., IEEE Symposia on VLSI Technology and Circuits (VLSI), T15-2, 2021
[2] C.-E. Tsai et al., IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), pp. 569-572, 2021.

论文题目：基于硅光平台上之O-band 1×4分波（解）多任务滤波器

姓名：锺国方   指导教授：黄定洧教授

摘要

分波（解）多任务组件由于大数据、云端运算、及物联网的蓬勃发展而被广泛地使用在商业与学术用途。由于制程误差与环境温度的影响，分波（解）多任务器与光源的激光波长会偏移而与预期的通道波长不同。为了解决此现象，本篇论文提出两个研究包含电控热调式数组波导光栅以及布拉格光栅反向耦合器。本论文提出一个利用S型数组波导光栅中两个三角区域补偿相位的特点、并引入（被）加热单元来设计光谱双向可调的分波多任务滤波器如图1(a)。即使只使用正的热光系数材质（硅与二氧化硅），从实际制作出的组件我们量测得到±30.5奈米/瓦的线性且双向可调的调制效率、在2.5 V电压时光谱可位移约8奈米，如图1(b)与(c)所示。相比目前其它已纪载之热调式数组波导光栅，此研究的双向可调特性、最高调制效率、最低需求电压、及大调制范围显示此组件对于分波（解）多任务系统的潜力。另一方面，本论文亦提出利用布拉格光栅的多模反向定向耦合器，如图2(a)所示，以达到平顶式、超低串扰的滤波响应符合大信道间距分波系统所需。考虑制程代工厂设计规则并更效率地设计组件也为了达到超低的串扰，我们使用氮化硅搭配微扰耦合模态理论得出恰当的波导宽度瓦楞设计。图2(b)之仿真结果显示组件达到超低信道损耗<0.6分贝、高通道均匀度>−0.45分贝、宽的1分贝带宽约13.45奈米、超低的<−28分贝串扰、及其最宽的可用带宽约14.35奈米的平顶滤波响应。制程容忍度分析显示在极端的±18奈米制程误差（±3个标准差）下，通道串扰仍然维持在<−25分贝而不影响到通道损耗或可用带宽，如图2(c)所示。相较目前其它已知的大通道间距之分波（解）多任务滤波器，本研究提出的组件提供超低损耗的平顶滤波响应、可与数组波导光栅相比的超低通道串扰、以及最宽的−28分贝之串扰可用带宽，显示此组件对于大信道间距分波多任务电信传输系统的强大潜力与魅力。 Fig. 1. (a) Schematic top view of the overall TBDTAWG and the cross -sectional view of the proposed heater unit. (b) Red-shifted and (c) blue-shifted filtering responses at different applied voltages VB of 0, 1, 2, and 2.5 V. Fig. 2. (a) Schematic configuration of the proposed overall O-band CWDM filter, (b) its simulated filtering responses, and (c) its extreme cases with ±18-nm fabrication errors.

— 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、林珈庆 —

奈米级光子限制

来自丹麦的科学家将硅膜的拓扑结构透过逆向设计的概念，成功地创造了一个将光子限制在比绕射极限小12倍的模体积内的介电腔。丹麦技术大学的科学家在Nature Communications上报告，他们的硅奈米腔的光模体积仅为~3×10^-4λ³，且在波长为~1,550 nm的品质因子为1,100（Nat. Commun. 13, 6281；2022）。对光如此严密、高质量的局限，对非线性光学、光机械学、量子光子学和积体奈米光子学的应用将有潜在的帮助。

「将光强力局限在介电质内，而非在空气、真空或材料边界处，其应用的核心是增强光-物质的交互作用」，作者在他们的论文中解释道。「我们的腔体对光学模态局部密度的直接优化对应的光-物质相互作用增强为在带宽高达2 nm下之Purcell因子为6×10³。」（如图一）

该团队使用了逆向设计，其为一种非常强大的设计技术，透过这种技术可以定义所需的结果和规则，然后透过可以改变自由参数之算法来创造优化的设计。近年来，它在光子学中为特定用途设计优化过的材料（拓扑）空间分布之介电结构越来越受欢迎，主要归因于它在制定高性能积体光学组件方面的成功，例如模态多路分配器、功率分配器和超透镜等。

有趣的是，逆向设计过程产生的空腔结构与公认的领结腔（bowtie cavity）非常相似，这种空腔在早期研究中基于直觉和传统设计方法的被发现运行良好。作者在他们的论文中写道：「我们强调，领结（bowtie）形状及其它所有细节，完全都是由逆向设计过程中所呈现的特征。」

设计完成后，该团队的硅领结腔（silicon bowtie cavities）是使用SOI (silicon-on-insulator) 基板透过光罩、电子束直写器及反应离子蚀刻等制程来制造的。由此产生的结构具有窄至8 nm且纵横比为30的桥（bridge）状结构、面积约为4λ²（如图一）。制造完成后，使用扫描电子显微镜对结构进行成像，并使用散射型扫描近场光学显微镜来确定模态。

「我们所做的为第一个将光限制在绕射极限以下的实验」，作者评论道。「虽然我们明确地展示了将光子限制在绕射极限以下，但其模态非常紧凑，我们尚无法测量模态的精确大小。」