光电工程学系.docx
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光电工程学系
光電工程學系
計畫名稱：
矽鍺奈米晶體之生長與材料特性之研究
研究者：
張振雄
經費來源：
行政院國家科學委員會
關鍵詞：
奈米材料
我們利用不同的方法成長矽、鍺奈米微粒在多孔矽內、在多孔矽內將Er3+離子電鍍入內，進行初步結構鑑定與分析檢測。
在光學性質、奈米結構与電子能態性質量測方面，本計畫包含了變溫拉曼光譜、光致螢光、穿隧式電子顯微鏡以与兆赫光波等量測。
奈米材料之大小相應的尺寸效應、維度效應、發光機制以与聲子頻譜，是我們希望觀察並研究的現象。
NSC94-2112-M-009-033（94N186）
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計畫名稱：
奈米材料於有機光電晶體元件之應用研究
研究者：
陳方中
經費來源：
行政院國家科學委員會
關鍵詞：
奈米複合材料；高介電；奈米粒子；有機光電晶體
「奈米材料於有機光電晶體元件之應用研究」計劃將針對有機光電晶體元件介電層之需求，發展新穎之高介電有機奈米複合材料。
此有機奈米複合材料包含介電高分子与具高介電常數之奈米粒子。
由於介電層的介電常數增加，可提升電晶體的場效電流，進而增進有機光電晶體元件的零敏度。
本計劃的目標為:
1.開發高介電常數之奈米複合材料；
2.建立有機光電晶體的製程技術；
3.改善有機光電晶體元件的零敏度。
預計本計劃的完成將可借由奈米技術，開發出新穎且具高零敏度的可撓式光感應器。
NSC94-2215-E-009-027（94N002）
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計畫名稱：
共軛高分子三重態與相關現象之研究
研究者：
陳方中
經費來源：
行政院國家科學委員會
關鍵詞：
三重態；激子；共軛高分子；能量轉移
「共軛高分子三重態與相關現象之研究」是「共軛高分子微結構激子與極化子」整合型計劃的子計劃之一，本子計劃將探討三重態激子於共軛高分子中的根本物理性質與行為。
高分子三重態激子與磷光分子間的能量轉移現象將首先以Stern-Volmer實驗做研究，並改變高分子黏度藉以研究能量轉移於液態與固態之差別，高分子與磷光分子混合薄膜的外表型態與相分離對能量轉移的影響也將被研究，光致吸收與時間解析電致磷光光譜也會被利用於了解三重態能量轉移的行為。
最後，由上述之成果，將發展高效率的高分子磷光二極體，尤其是藍光之元件。
本計劃之執行不但會對學術界有所貢獻，也將對台灣的平面顯示產業有所助益。
NSC94-2112-M-009-028（94N182）
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計畫名稱：
自身排列高分子薄膜太陽能電池之開發
研究者：
陳方中
經費來源：
行政院國家科學委員會
關鍵詞：
太陽能電池；高分子；微接觸列印；型態學
「自身排列高分子太陽能電池」為一以自身排列高分子之方式發展高效率有機太陽能電池之研究計劃，電池元件之基板將使用微接觸列印与相關之軟式列印技術定義圖案，高分子混合物將隨著此圖案自身排列，預計形成之高分子型態將有助於太陽能電池內電荷之分離與傳導而提升元件效能。
本計劃的目標為：
1.發展微接觸列印在軟性材料上之技術；
2.建立可靠之自身排列高分子技術；
3.製作高效率之高分子太陽能電池。
預計本計劃之成功執行不但會對學術界有所貢獻，也將對台灣的相關產業有所助益。
NSC94-2215-E009-029（94N415）
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計畫名稱：
全像術成像系統與非對稱菲涅爾鏡片的光學設計平台之研發
研究者：
陳志隆
經費來源：
行政院國家科學委員會
關鍵詞：
全像術；繞射鏡片；菲涅爾鏡片；非對稱菲涅爾鏡片；最正确化分析；公差容忍度分析；光學設計
這個計畫有兩個課題，一在發展全像術成像的設計平台，可以進行最正确化與公差容忍度分析，委外製作全像片，再加以實驗驗證，以確認設計平台的可信度。
另一個研發課題是發展非對稱菲涅爾鏡片（hybridFresnellens）的設計平台，可以進行最正确化與公差容忍度分析，並委外製作鏡片，再加以實驗驗證，以確認設計平台的可信度。
NSC94-2215-E-009-014（94N557）
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計畫名稱：
遠場下確認次波長尺度變化的方法之研發（I/II）
研究者：
陳志隆
經費來源：
行政院國家科學委員會
關鍵詞：
因為次波長（subwavelength）尺度變化的界定之重要性，我們基於先前的初步研究成果提出一個二年計畫。
預計針對次波長度變化就遠場下繞射的特徵作界定、並進而開發利用遠場繞射特徵去回溯繞射孔徑的次波長度變化的各個可能方法。
NSC94-2215-E-009-036（94N564）
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計畫名稱：
多重Fractal-likemeta-materials之設計
研究者：
陳志隆
經費來源：
財團法人工業技術研究院光電工業研究所
關鍵詞：
左手材質；負折射率材質；1.5微米光元件；光學鏡片
光子在光子晶體能隙附近具有相當大的方向色散與光學異向性，適當的晶胞結構甚至可產生負型折射率材料（Negativerefractiveindexmaterial），因此在微型光學成像系統之應用頗有潛力。
我們應將光子晶體結構視為新型的光學人造材料，努力應用於微型光學成像系統，以縮小光學系統體積並提高其性能。
負折射率的概念最早為1968年Veselago所提出，一直到1996年，英國皇家學院的Pendry等人證明了具有週期性的金屬條工作在截止頻率以下時，可以表現出相當於負介電常數的特質；藉由調整金屬條的寬度和週期，我們可以控制此週期結構的截止頻率。
其後Pendry又證明了負磁導率的存在；一個利用分裂共振環所組成的陣列，將會在某個特定頻率範圍內表現出負磁導率的行為。
這種分裂共振環稱為SplitRingResonant–SRR。
在FY93的計畫中，我們已經在微波波段證明DSRR與SPR是一種擁有較佳特性的新型分裂共振環結構。
DSRR相較於SRR擁有較小的晶格長度，展現了在縮小體積上的應用性；而SPR則是擁有較大的頻寬，適合其他更進一步的應用。
這些特性使得DSRR和SPR能夠順利的利用半導體製程製作。
至於在紅外光波段局部，我們得到了一個初步但不夠完整的結果，這局部的實驗結果有賴更多更完整的樣品得到驗證。
因此於FY94，我們的研究將持續前期的工作成果，著重在1.5um波長工作。
主要工作將發展波長1.5um的光子晶體結構，預期目標將朝向研發可突破繞射極限產生更小的聚焦光點的平面聚焦透鏡，以供光學讀學頭之用。
94C102（94.01.01-94.11.30）
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計畫名稱：
光學摹擬工具箱之研發
研究者：
陳志隆
經費來源：
LambdaResearchCorporation
關鍵詞：
本計畫為與美國光學摹擬軟體（TracePro/OSLO）公司LambdaResearchCorporation合作之計畫書，其目的在發展光學摹擬工具箱，從事原始碼、算則與案例研發，以促進光學設計之發展与在相關軟體上的實現。
94C153（94.08.01-95.09.30）
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計畫名稱：
智慧型面板液晶光電特性
研究者：
陳皇銘
經費來源：
行政院國家科學委員會
關鍵詞：
智慧型面板；鐵電式液晶；多穩態；高反應速率；色序法
智慧型面板之概念從節省能源的需求而來,其目地在使面板能夠聰明地防止掉許多不必要的能源消耗。
然而，目前一般顯示面板所使用的液晶因為沒有記憶穩態（Memory-stable）的特性，在每一個畫面都必須要做更新的處理以維持其畫面的亮度与穩定性，因而增加非必要之耗電量；而目前一般具有記憶穩態的液晶,如膽固醇液晶或雙穩態向列型液晶,又多無法顯示全彩的影像，且因其反應速率較慢使得應用面受到限制。
因此，本子計畫預計將採用類似鐵電式（Ferroelectric）液晶之材料,以期開發出具有多穩態記憶效應（Multi-stablememoryeffect）,且有高反應速率（Fastresponsetime）之液晶；如此可利用其多穩態記憶效應作出多彩且低耗電量的面板，進而利用其高反應速率之特性搭配子計畫二中的色序法（Colorsequential）與子計畫四之定址驅動法即可顯示全彩的影像，並由於色序法可免去使用彩色濾光片（Colorfilter），也可大幅省去光的消耗，以達到智慧型面板的需求。
NSC94-2215-E-009-041（94N419）
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計畫名稱：
利用重複環繞網路，研究都會區域網路中，可重新置換之交換節點
的功能
研究者：
陳智弘
經費來源：
行政院國家科學委員會
關鍵詞：
可重新配置之都會交換節點；色散補償間隔器；重複環繞之光網路
本計畫的主要目的是利用重新環繞之光網路（re-circulatingopticalloop）研究在都會區域網路（metroareanetworks,MANs）中的可重新配置之交換節點（ReconfigurableAdd/DropNodes）的系統評估.光通信系統在過去短暫的十年中有極明顯而長足的進步.在目前最先進的商用通信系統中;在超遠距（ultra-longhaul）系統;也就是傳輸距離在2000到4000公里,已能提供總傳輸量達到1.28Tb/s（128x10Gb/s）.而在超高容量（ultra-highcapacity）,更已超越2.56Tb/s（64x40Gb/s）,並可傳輸達1000公里.由於光通信系統在寬距網路（wideareanetworks,WANs）的進步迅速,通信的瓶頸逐漸的轉移到都會網路.為了能提供都會網路中較多元的服務需求與更動態變化的通信通路,都會網路需要比寬距網路更多元的功能.可重新配置之交換節點能使網路的傳輸更加靈活進而提供較多元的服務種類.然而,因為能提供100%通信交換之交換節點的高置入損耗（insertionloss）,通常高於10dB.100%通信交換將會嚴重的影響到最多交換節點的傳輸數量,並且因為高損耗而必須配置更多昂貴的光放大器而使網路的資本支出（capitalexpenditure）和因為更複雜的網路而使營運支出（Operationalexpenditure）,都將提高.但在實際的通信網路中,很少會有需要完全（100%）的通信交換.一般認為如果再任一節點能提供一半,也就是50%,的通信交換應能滿足通信之需求.因而我門提出以一對色散補償之間隔器（dispersionpensatedinterleavers）為基礎的新網路架構.此種新網路架構,當與帶狀交換網路結構比較時,不但保證了將來升級的可能,並且由於謹慎設計的色散補償;也就是這一對間隔器的總色散為零;而使的此種網路能夠傳輸下一世代40Gb/s的傳輸系統.這種新的網路架構,不但能提供所需的50%通信交換,而且顯著的降低在快速通道（expresschannels）的置入損耗到只有2.5dB.而由於快速通道的置入損耗顯著的降低,新網路的資本支出與營運支出都將顯著的降低。
重新環繞之光網路早在1977就以被使用來評估光波在多模光纖中的傳輸.以距離較短的光放大器所組成的環繞光網路,已經被工光通信世界中一致公認為最富經濟效益的傳輸試驗.在不需要大量投資之下,以適當的花費建構之環繞網路而得到可貴的遠距網路的資訊.此種環繞網路不但具有線狀網路所缺乏的靈活性,更可為下一世代之光元件提供良好的測試平台.
因而在本計畫中,我們將以環繞光網路為測試平台,再配合以色散補償間隔器組成的交換節點,用以測試評估在都會網路架構中,多元的服務需求與動態的通信模式.我們相信此種網路架構,不但能降低資本與營運的支出,更能提供我們在設計與評估新型網路架構時的最正确測試平台。
NSC94-2215-E-009-006（94N412）
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計畫名稱：
橢圓偏光儀之應用
（一）
研究者：
趙于飛
經費來源：
行政院國家科學委員會
關鍵詞：
橢圓偏光儀；二維成像；薄膜；液晶；高分子薄膜
橢圓偏光儀已廣為使用在各式薄膜量測上，尤以半導體製成工業，橢圓偏光儀已成標準配備；二維橢圓偏光儀最近也已發展成熟，並且應用在生物科技与有結構式半導體薄膜。
經過過去數年在橢圓偏光儀的研究，我們已經可以在線上校正各光學元件的偏光角，最近並能在線上校正光彈調制器的相位振幅。
一光彈調制式的橢圓偏光儀已經發展成熟，如清華工科所的蝕刻系統之線上即時橢圓偏光儀，接下來就是研究其應用在材料上的量測-液晶与高分子薄膜。
本實驗室最近也已克制轉動式橢圓偏光儀入射角偏差的問題，而完成一簡式二維橢圓偏光儀，並量得一光感異相高分子材料的二維薄膜分布。
藉此兩系統的完成我們已可量測動態与平面分布希望能監控各式材料的製成並改善其製程。
目前有興趣的材料為液晶与高分子薄膜，希望延續研究現在發現的問題：
液晶的橢圓偏光特性与高分子的光感異相性。
NSC94-2215-E-009-015（94N413）
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計畫名稱：
由奈米組件建構三維人造晶體的光電特性與量子態控制
研究者：
黃中垚
經費來源：
行政院國家科學委員會
關鍵詞：
奈米組件；人造晶體；光電壓元件；量子態控制
我們建議研究由各式奈米組建構裝三維人造晶體的光電特性。
這些人造晶體材料可用於實現未來採用熱載子或多能帶電子結構以增強光電轉換效率之第三代光電壓元件。
我們計畫使用量子態控制技術研右三維人造晶體光激發衰退動態機制。
本計畫建議使用之技術與研究項目將有助於我們了解與開發具能源應用淺力之奈米結構材料。
NSC94-2112-M-009-031（94N185）
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計畫名稱：
以非線性光學技術進行液晶顯示器用配向膜之外表特性研究
研究者：
黃中垚
經費來源：
奇美電子股份XX
關鍵詞：
液晶；光配向膜；光和頻振動光譜術
由於符合下一代液晶顯示器非接觸式製程之要求，近年來以斜向入射離子束與紫外線處理液晶排列基板吸引相當多研究人員的興趣。
為了確保新一代液晶排列技術的成功發展，本計畫將結合一些前瞻研究工具以深入探討在這些結構複雜的外表之液晶排列狀態與機制。
光和頻振動光譜技術將首先用於分析液晶分子與配向膜外表原子基團（官能基）的排列相干性。
時析電光量測與富氏紅外吸收光譜將用於顯示液晶層電致轉向動態與新配向膜的配向能力的相關性。
二維影像式偏極光譜技術最後將用於探討新液晶排列技術的穩定性和其缺陷結構以為下一階段改進之需。
94C120（94.07.01-95.06.30）
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計畫名稱：
光折變體積全像之研製与其應用研究
研究者：
許根玉
經費來源：
行政院國家科學委員會
關鍵詞：
全像光學；體積全像光柵；光資訊儲存；光資訊處理；光折變光學
本計劃旨在探索光折變體積全像的新穎記錄材料、體積全像光柵之設計製作，以与其在光資訊處理之應用。
在體積光柵記錄材料方面，目標是研發適合於以雙波長方式記錄的非揮發性（Non-volatile）體積全像記錄材料，使得全像記憶不會被讀取光洗除。
我們將以鉍系列（Sillenite）光折變晶體為探索的主要對象，包含鈦酸鉍〔Bi12TiO20，簡稱為BTO）、矽酸鉍〔Bi12SiO20，簡稱為BSO〕与鍺酸鉍〔Bi4Ge3O12，簡稱為BGO〕等晶體。
因為這系列晶體具有良好的電光特性，載子遷移率快、反應速度快，而且其價帶能隙達3.2電子伏特，容易藉由摻雜而在導電帶與價帶之間產生一些雜質能階，來改變光折變性質，以塑造吾人所需的非揮發性體積全像記錄性能。
在摻雜元素方面，我們打算單摻、雙摻或多摻過渡与稀土元素，包含Ru、V、Co、Fe、Mn、Rh、Pd、Os、Ir等。
為了分析晶體之全像光學性質以与指導新晶體之設計與改进工作，我們將以Kukhtarev光折變模型為基礎，加上載子在多雜質能階之間的光激發與傳輸動態行為，來推導光折變材料的雙波長全像記錄方程式，以理論模型与實驗驗證，來求取晶體優化參數。
在體積全像的應用方面，將致力於推導體積全像光柵之脈衝函數，據以建立全像光學連線、全像儲存与全像濾波的設計公式，並以實驗驗證之。
同時將以多頻道體積全像濾波光柵來研發拉曼光譜濾波器，探索生醫檢測之潛力。
NSC94-2215-E-009-034（94N563）
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計畫名稱：
奈米光電材料與光子晶體基礎研究
研究者：
謝文峰
經費來源：
行政院國家科學委員會
關鍵詞：
光電子系統；光學功能性；光子晶體和波導；奈米材料；奈米結構；
光電材料
光電子系統中的核心光學功能性，一般而言都是利用相當微弱的光與物質間之交互作用，如各種線性與非線性之光吸收、折射与散射效應。
光電材料中之光子-光子與光子-電子交互作用遠小於電子-電子和電子-離子間之交互作用，所以光電元件的尺寸通常需要遠大於電子元件，以達到足夠的光電功能性。
因此想要像積體電路一樣，簡單地尺寸縮小（scaling）積體化光子系統，在理論上有很大的問題。
到現代的電子元件充分地應用電子的Blochwaves增強它們之間的交互作用，來將電子元件縮小至奈米級。
光子的Blochwaves也存在於光子系統中，利用光子和電子兩者的Blochwaves之相干性和偶合之優勢，特別是一些光子與電子侷限的結構；簡單地尺寸縮小顯示侷限的電子Blochwave約在幾個埃之數量級，而侷限的光子Blochwave在數百埃之數量級。
最近我們更發現在光子晶體波導中，可能將光子侷限到小於五分之一波長範圍內。
藉著適當的元件結構增強光子-電子的交互作用似乎是一蹴可与之事。
因此在這三年計畫中，我們計畫設計和建造一些新穎的光學功能性到光子結構中，結合我們過去在光電材料與雷射技術的成果與最近在光子晶體方面之相關研究經驗，進一步發展利用新穎結構操控即時光子-電子交互作用力，以便控制量子演化態（quantumevolvingstates）。
當這些技術開發成熟後，各式各樣的應用如介質中光傳輸之控制、可控制的材料相變、甚至量子計算等都變得可達成的目標。
NSC94-2112-M-009-015〔94N178〕
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計畫名稱：
瓶型光學聶夾與光子晶體光纖連續光譜研究
研究者：
謝文峰
經費來源：
行政院國家科學委員會
關鍵詞：
瓶型光；簡併共振腔；固態雷射；鎖模雷射；光子晶體光纖；超寬連續光譜的產生；相位控制；全場量測
多年來將雷射操作在簡併共振腔結構附近，並以較小於腔內膜光斑之TEM00模泵浦，我們不但觀察到具多光腰（multi-beamwaist,MBW）之雷射輸出模；而且發現克爾鎖模也發生在這些共振腔結構附近，可以穩定自鎖模鈦藍寶石雷射。
將實光欄置入腔內盡量靠近雷射晶體以抑制高階橫模，並改變不同的泵浦光斑，可將兩個焦點間光型（beamprofile）的壓抑中間光學位能井來達到最正确化瓶型光。
在這個兩年計畫中，我們將利用最正确化的Nd:
YVO4瓶型光雷射進一步進行瓶型光光學捕捉：
利用瓶型光多焦點的特性研究是否具有自癒（self-healing）的能力，也就是是否能在各個焦點上抓住高折射率毫米粒子；以与利用光瓶對於低折射率毫米粒子進行單光束侷限（singlebeamtrap）。
另一方面，建立頻率解析光柵FROG的量測技術，以与利用空間光調變器（SLM）控制超短脈衝雷射相位，我們將研究光脈衝在光子晶體光纖（photoniccrystalfiber,PCF）產生超寬連續光譜（supercontinuum）建立（buildup）之機制。
這種相位控制的超寬連續光源將被應用來研究光電材料之非線性光學特性研究或Additivepulsemodelocking
（APM）之研究。
三年前蒙國科會支助購得的8WVerdi雷射，於數個月前封閉之共振腔發生因不明原因的故障，以致於雷射無法起動，需送回原廠修復。
因此今年度的計畫中我們將申請Verdi雷射之維修費約33萬元和購料自組一套FROG量測裝置來研究光瓶捕捉和超寬連續光譜之建立機制；而於第二年中購買空間光調變器（spatiallightmodulator,SLM），來從事實驗與理論研究超寬連續光譜之相位控制。
NSC94-2215-E-009-033（94N562）
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計畫名稱：
高速長波長（1.3,1.55μm）VCSELs在都會DWDM之研究與實現
研究者：
郭浩中
經費來源：
行政院國家科學委員會
關鍵詞：
長波長面射型雷射；高密度多波分工；布拉格反射鏡；摻氮砷化銦鎵；量子點；面射型雷射陣列
在
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