本所5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 ～

【之五】

撰文：光电所硕士班 张尧栋

生活

根特是一个非常有生活感的城市，没有太多观光客、不会太拥挤，却也不会生活机能不佳，同时治安好，居民友善，作为留学体验非常适合。由于参加EMSP计划是一年，因此比半年的交换学生计划更充裕；同时也因为课业繁重，在平日很难有时间可以出国旅行，也因此有更多时间待在根特，体验地道的比利时生活，感受这个城市的一切。

在根特生活中，单车非常重要，由于荷、比地势低平，因此单车非常热门，数量也远多过汽、机车，绝大多数人都是骑单车或搭大众运输通勤，像我的两位指导教授也都是骑单车通勤、接送小孩，一天要骑10至15公里，再配上简单（且单调）的饮食，也难怪比利时人的身材普遍很标准。我们是直接租一年的单车，加上保险是80欧，蛮划算的，由于大众运输的年票很贵（220欧），因此我们多数时候还是骑单车移动。从我们家骑到学校大约要花20至30分钟，来回大约11公里，每次上学都有一定的运动量。只要天气不要太糟，通常我们会骑车代替公交车，一是省钱，二是运动，毕竟课业繁重，重到连运动的时间都很难抽身。此外，比利时的单车道规画得相当完善，几乎每条路都有单车道，加上人口密度较低以及全民的道路安全观念高，可以非常放心地骑单车。骑单车的路上还可以欣赏路上风景，根特无论是观光区内外，不同季节皆有不同的景致，再配上运河、城堡以及可爱的欧式建筑们，让骑单车的通勤时光也成为我留学的美好回忆。

根特的夜生活选项比台湾少一些，因为大多店家都是傍晚六点关门，超市也是八点会关，大家都要准时下班回家，也因此到了晚上，主要的娱乐就是酒吧喝酒，或跟朋友聚会或是派对。也因此我们基本上走访了许多特别的酒吧，像是开在船上的、音乐酒吧、夜店风的等等。此外比利时是啤酒王国，各式各样的精酿啤酒，各种口味都可以喝得到，也因此，我们在这年也广泛地品尝了各种啤酒。欧洲人很享受生活，喝酒基本上融入他们的日常生活中，常常可以看到下午时段，人们坐在路边，沐浴着日光，傍着运河，悠闲地喝啤酒、红酒或咖啡。但因为课业繁忙，我们在学期间也不会很常跑酒吧，绝大多数的夜晚都是在书桌前度过的，所以夜生活只能喝酒这件事也对我们不构成困扰了。此外，我们三个合购了一支蓝芽麦克风，因此在读书之余，我们三个偶尔会唱歌，是难忘的回忆，也精进了我的歌艺。我们一至两周会有一天，和在根特比较要好的台湾人聚在我们家，一起吃饭聊天，然后唱歌，也缓解了我们的思乡愁绪。【精彩内容，下期待续～】

撰文：光电所硕士班 陈楷文

生活

继上篇说完了在根特生活食、衣、住、行的部分，这篇要来介绍语言以及娱乐。

比利时的官方语言有分为佛兰芒文（Flemish）以及法文，大致上可以以比利时的南北分界，北部因为较靠近荷兰因此官方语言为Flemish，是荷兰文的一个分支；南部较靠近法国的部分则讲的是法文。比较特别的是比利时的首都—布鲁塞尔，两种语言皆为这个城市的官方语言。居住在根特，街道上或是商店内的标示皆为Flemish，初次看到这些语言会蛮不习惯的，这时候Google翻译就是一个很好用的工具，可以用拍照的方式就将Flemish翻译成英文或中文。在点餐或是需要询问店员的时候，大部分的人都可以用英文沟通，在学校上课或是meeting也都以英文对谈，基本上没有学习Flemish也能在那边生活。根特市政府也有提供基础的Flemish课给外国人学习，有兴趣的同学可以去找找学校或政府的资源。

前往欧洲留学除了读书之外，很大的一部分是在读书之余，能好好体验居住在欧洲的感觉，学习当地人的生活方式。在根特你能做什么呢？若你是喜欢逛街、购物的人，根特的购物街及市中心的小巷子都有蛮多小店可以满足你的购物需求，只是比较需要注意打烊的时间，通常周一至周六只营业到晚上六点，周日则是公休日。在地人在晚上的娱乐活动时间通常会到酒吧小酌一杯，根特有许多特色酒吧，例如有老船改建而成的酒吧、爵士酒吧，以及供应数百种啤酒的酒吧，都很值得细细探索。学校也有为了国际学生成立的学生团体ESN，除了办ESN card就可以有交通上的优惠之外，他们也会不定期地举办各种活动，例如酒吧探索、免费的体育活动、其它城市的一日游之类的，是个可以认识其它国际学生的好机会。在脸书社群上及Line也有台湾人在根特的群组，除了可以向学长姐请教问题之外，也会不定期聚餐，逢年过节时大家也会一起度过。

在欧洲各地探索也是每个在欧洲留学的留学生梦寐以求的事，在EMSP学程的一年内我也去了不少国家，体验不同国家的民俗风情，同学们可以参考根特大学的行事历提前规划旅游行程。比利时是一个交通极为方便的地方，法国、英国、荷兰、德国都有火车或客运能到达，Flixbus会是你穷游的好伙伴。若是需要前往较远的地方，例如西班牙、葡萄牙、南欧（意大利、希腊）、东欧（奥地利、匈牙利、捷克）、北欧五国，欧洲廉价航空RyanAir常常能找到单程10欧的机票，再配合ESN card就可以免费托运一件20kg行李，不需要花很多钱就能坐上飞机前往其它国家。【精彩内容，下期待续～】

撰文：光电所硕士班 黄喻农

生活

根特大学位于比利时的荷语区，主要的沟通语言为荷兰语，但是同时也是一个英文很通用的地方。在这里的生活与上课，都是用英文沟通。因为知道自己在英文的听说读写上，说与写这两个输出的部分十分不擅长，在台湾读硕士的时候，我就常常拉着实验室的同学去台大语文中心参加练习英文口说的活动，尽量熟悉在生活中用英文沟通。

来到根特的时候，我发现这里的人都非常有耐心、也非常友善，尽管我说得很卡很不顺，他们还是会很乐意地听完并且给出很正面的响应，让人能更有自信地说英文。而因为必须听懂人们在说什么，我觉得这一年下来，听力是进步最多也最有感的，从大概听得懂一半，到大概听得懂七到八成的内容。另外，因为许多课程有口试，也有一些有期中、期末报告，我觉得这同时使我可以练习口头报告、也是增加英文口说能力的时候。在国外待了一年后，我对于英文有不一样的体会，在这里，英文就是一个非常有用的沟通语言，其实大家一般在用的单字都是很简单的、很生活化的，这点是和在台湾长期教育下非常不一样的，我觉得我在台湾学英文更偏向文学的学习方法，而不是生活化的，因此我对听说读写，始终是听读比较擅长。虽然待了一年后，说英文还是会卡卡的，但我知道我持续在进步中，也很感谢有这个机会，使我待在国外，体验使用英文的环境并且去习惯。

娱乐方面，主要就是运动、吃饭聚餐、喝酒小酌。在欧洲主要的运动是足球，但也有许多其它运动能够参与，像是篮球、羽球、排球等，当然还有健身房可以重训，骑脚踏车随便绕绕也很享受。很多组织有定期的球类运动可以参加，像是以中国大陆学生为主的学生会有篮球活动，ESN学生组织也会定期办羽球、排球运动，可以与人交流又能够挥洒汗水，最重要的是能够纾解压力。另外，根特有很多运河，也有许多独木舟、SUP等的水上活动可以参加，假日的时候，常常看到许多人在划。还有一些娱乐，像是可以租游艇在运河航行、打保龄球等。在聚餐方面，台湾根特同学会有举办野餐的活动，在五月盛开的樱花树底下，大家一边聊天一边吃着零食点心，很休闲也很快乐！【精彩内容，下期待续～】

Revealing the interlayer van der Waals coupling of epitaxially-grown few layers MoS₂ by terahertz coherent phonon spectroscopy

Professor Chi-Kuang Sun

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 孙启光教授

Semiconducting 2D materials such as layered-stacking MoS₂ were widely considered as a versatile platform for electronics design and for novel physics research. Due to their excellent electronic and optical properties, the direct and large area synthesis method for few-layer MoS₂ is in demand. However, numerous studies have reported that the van der Waals (vdWs) interfaces are commonly defective, and thus it is crucial to have a non-destructive detection technique to monitor and ensure the high interfacial quality. In this work, we employed picosecond ultrasonics technique to observe the actual interlayer vdWs bonding strength. Since the observed physical quantity is determined by the electronic behavior of the 2D structure, it serve as a good indicator for the performance of these devices.

We first applied THz coherent phonon spectroscopy to optically probe the vibrational modes of the epitaxially-grown bi-layer and tri-layer MoS₂. The interlayer out-of-plane vibrations beyond 1 THz were stimulated and temporally retrieved by femtosecond laser pulses (see Fig. 1(a)), revealing both Raman-active and Raman-inactive modes in one measurement (see Fig. 1 (b)). With the complete breathing modes revealed, here we extend the linear chain model by considering the elastic contact with the substrate and the vdWs coupling of next-nearest-layer to analyze the effective spring constants. We further considered the intralayer stiffness as a correction term to acquire the actual interlayer vdWs coupling. Our THz phonon spectroscopy results provide the interlayer spring constants for bi-layer and tri-layer, and a softening effect was observed when layer number decreases. The extended model further suggests that a non-negligible substrate mechanical coupling and the next-nearest-neighbor vdWs coupling have to be considered, and both of them are responsible for the correction of the large deviation when comparing with the lowest Raman active mode (see Fig. 2).

Reference:

[1] P.-J. Wang, P.-C. Tsai, Z.-S. Yang, S.-Y. Lin, C.-K. Sun, "Revealing the interlayer van der Waals coupling of bi-layer and tri-layer MoS2 using terahertz coherent phonon spectroscopy," Photoacoustics 28 (2022)

Design and Analysis of Integral Imaging based 3D Light-Field Display

Professor Hoang-Yan Lin

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 林晃岩教授

The integral-imaging based 3D light field display can restore its light-field information, reconstruct different images in different depth planes, and realize the floating projection effect. In the metaverse, AR/VR wearable devices, HUD for smart cockpits, medical care, entertainment, art performance and other scenarios, naked-eye 3D display is one of the most crucial requirements for the coming future.

Using the Computer Generated Elemental Image (CGEI) algorithm, we realize the generation of elemental image from the 2D image and its depth map, and use the ray-tracing method to simulate and analyze the reconstructed planes of different depths. Finally, naked eye 3D display and VAC free can be achieved.

Fig. 1 shows the design principle of the CGEI algorithm. Using the reversibility of light, the floating image can be restored during the display process. We input an image of ABC, and set the depth of "A" to 200 mm, the depth of "B" to 105.37 mm, and the depth of “C” to 48 mm. Using the CGEI algorithm, the elemental image is calculated as follows in Fig. 2. Considering the real display environment, we use the Monte Carlo ray tracing method of the software LightTools^TM for simulation and analysis. We set the receiver depth to 20 mm, 48 mm (“C”), 80 mm, 105.37 mm (“B”), 150 mm, 200 mm (“A”), and the results are shown in Fig 3.

Reference:
Kai-Siang Hsu, Chia-Yuan Chang, and Hoang-Yan Lin, "Design and Analysis of Integral Imaging based 3D Light-Field Display," IDW 2022.

论文题目— 临床三倍频显微术：表皮游离神经末梢之光学虚拟切片

姓名：吴沛哲   指导教授：孙启光教授

摘要

周边神经病变是临床上常见的神经纤维受损相关疾病，它会导致周边神经纤维的麻木、刺痛及慢性疼痛，并随着时间推移而恶化，若未能及早诊断病因并正确治疗，病情恶化可能导致死亡。临床上常以侵入性皮肤切片（俗称皮肤神经活检）作为小神经疾病诊断及严重程度的准则，也是目前临床上能观测皮肤游离神经末梢纤维（free intraepidermal nerve endings，简称FINEs）结构的唯一方法。 本研究基于三倍频显微术开发出全球唯一能在无需取出皮肤与染色的情况下，能成功非侵入式于人体皮肤中取得关键无髓鞘之表皮游离神经末梢影像之技术。影像之正确性透过成功从事ex vivo与皮肤神经活检之比对，即在同一离体皮肤组织切片中完成与PGP 9.5化学免疫病理染色得到证实。在临床试验中，本研究同时建立了对表皮内神经纤维进行量化之操作型定义，即表皮神经纤维指数（IENF index）。经由临床试验分析，健康受试者及糖尿病神经病变患者的表皮神经纤维指数具有显著差异，并与皮肤神经活检技术才能提供之关键表皮神经纤维密度（IENF density）具有相关性。研究结果表明，三倍频显微术即为目前亟需的无创、可逆、定量和微观神经测定临床影像技术，以作为未来神经内外科之诊断与治疗评估之有效追踪工具。 Fig. 1. Ex vivo TFETM image of human skin tissue of lower distal extremities. (a) The label free epi-THG signals ascended perpendicularly from the dermis to the epidermis and had branches in the epidermal dermal junction of the skin. (b) The label free epi-THG signal of the TFETM image appeared with a typical varicose structure of unmyelinated FINEs and was confirmed by PGP 9.5 IHC staining shown in (c). Fig. 2. The quantitative analysis (IEFN index) in DPN and control subjects. (a) In quantitative analysis with a dot-connecting algorithm, the IENF index of DPN patients with significantly lower compared with the control subject (*P<0.05, **P<0.01) and (b) highly correlated (Pearson’s correlation R-value = 0.98) with IENF density of skin biopsy.

— 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 —

防雾涂层

当在寒冷的冬天由室外进入温暖的室内时，温度较低的镜片上会起雾，相信这个现象有戴眼镜的人都曾经体验过。这种现象会导致能见度降低，不仅仅会给眼镜带来麻烦，也会对光学传感器或太阳能电池的运作产生负面影响。

为了解决这些雾，来自瑞士苏黎世联邦理工学院的Iwan Haechler和他的同事开发并测试了一种透明且利用阳光启动的光热镀膜，并在现场实验中展示了它的防雾和除雾效果（如图一）（Haechler, I., et al., Nat. Nanotechnol., 2023）。

此镀膜会吸收宽带谱的太阳光谱中的红外线部分，同时允许可见光穿透以保持镜片的高透光率。换句话说，此镀膜会收集人眼看不到的太阳能，而这部分就占了近一半入射的太阳能。吸收的能量会转化为热能令此镀膜的温度略微升高，使得水滴的成核速率以指数降低。

此镀膜厚度仅为10奈米，由TiO₂/Au/TiO₂层组成，可以透过溅镀或热蒸镀的方式沉积在固态SiO₂基板，或甚至聚碳酸酯、丙烯酸玻璃和聚苯乙烯等柔性材料上。当一层薄的Au层沉积在TiO₂上时，会形成许多小型的岛状结构，通过Au/TiO₂奈米层的结构渗透效应，电浆子共振会被高于共振频率的宽带谱吸收所取代。当岛状结构的密度增加时，在岛状结构间会开始产生光耦合的现象。由于这些岛状结构间隔的随机分布，提供了更宽带谱的近红外光吸收；而岛状结构的随机图案也使太阳能的吸收与入射光的入射角无关。

科学家们在瑞士阿尔卑斯山恶劣的户外条件下对除雾性能进行了测试，在100–200 Wm^–2 的极低辐照度下，将涂层膜贴在玻璃基板的中心（如图），并持续2分钟。研究人员随后在基板上多次呼气使表面产生雾气，10秒后，涂层膜完全恢复清晰，而未覆盖涂层膜的区域仍被雾气覆盖。

该团队表示，由于采用标准制程，该涂层可以轻松升级以进行大面积批量生产，或是整合到现有的多层膜中，增加防雾和除雾功能。