《光电工程研究所》doc版.doc

膃芄蚃袀袃肇蕿衿肅节薅袈膇膅蒁袇袇莀莆袇罿膃蚅袆肂荿薁羅膄膂蒇羄袃莇莃羃羆膀螂羂膈莅蚈羁芀芈薄羁羀蒄蒀薇肂芆莆薆膅蒂蚄薅袄芅薀蚅羇蒀蒆蚄聿芃莂蚃芁肆螁蚂羁莁蚇蚁肃膄薃蚀膆莀葿虿袅膂莅蝿羈莈蚃螈肀膁蕿螇膂莆蒅螆羂腿蒁螅肄蒄莇螄膆芇蚆螃袆蒃薂螃羈芆蒈袂肁蒁莄袁膃芄蚃袀袃肇蕿衿肅节薅袈膇膅蒁袇袇莀莆袇罿膃蚅袆肂荿薁羅膄膂蒇羄袃莇莃羃羆膀螂羂膈莅蚈羁芀芈薄羁羀蒄蒀薇肂芆莆薆膅蒂蚄薅袄芅薀蚅羇蒀蒆蚄聿芃莂蚃芁肆螁蚂羁莁蚇蚁肃膄薃蚀膆莀葿虿袅膂莅蝿羈莈蚃螈肀膁蕿螇膂莆蒅螆羂腿蒁螅肄蒄莇螄膆芇蚆螃袆蒃薂螃羈芆蒈袂肁蒁莄袁膃芄蚃袀袃肇蕿衿肅节薅袈膇膅蒁袇袇莀莆袇罿膃蚅袆肂荿薁羅膄膂蒇羄袃莇莃羃羆膀螂羂膈莅蚈羁芀芈薄羁羀蒄蒀薇肂芆莆薆膅蒂蚄薅袄芅薀蚅羇蒀蒆蚄聿芃莂蚃芁肆螁蚂羁莁蚇蚁肃膄薃蚀膆莀葿虿袅膂莅蝿羈莈蚃螈肀膁蕿螇膂莆蒅螆羂腿蒁螅肄蒄莇螄膆芇蚆螃袆蒃薂螃羈芆蒈袂肁蒁莄袁膃芄蚃袀袃肇蕿衿肅节薅袈膇膅蒁袇袇莀莆袇罿膃蚅袆肂荿薁羅膄膂蒇羄袃莇莃 光電工程研究所計畫名稱：三元鹵化物紅外線非線性光學晶體生長及Er摻雜之半導體生長特性研究研究者：張振雄經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：三元鹵化物晶體；摻鉺半導體；非線性光學材料；溶液長晶法本計畫包含三元鹵化物晶體之生長外也包含了摻鉺半導體的特性研究。氯鍺銫()晶體之成長技術與其在紅外線非線性光學應用的潛力愈來愈受到重視，而化學方程式相近的三元鹵化物(A=Rb, Cs; X=Cl, Br, I)晶體之成長技術與紅外線非線性光學應用的研究是非常重要的。在本計畫中我們除了研究其合成與長晶條件外，亦將進行相關物性量測與第一原理計算評估。在晶體生長部分，我們將建置恆溫水槽進行溶液長晶法的晶體成長研究。恆溫條件、晶體載台轉速、溶液之濃度與酸鹼值以及長晶環境的穩定度，將是研究的重點。若能長成適當尺寸，則可進行光譜量測的部分，探討紅外線非線性光學應用的參數，如：FTIR、PL、Raman探討其穿透光譜與晶體鍵結特性等，若晶體品質適當，則將進行其非線性係數(2)量測。此外，我們也在理論上利用第一原理計算評估，計算出三元鹵化物晶體之電子能帶結構、非線性係數(2)，也將透過研究合作發展聲子振動模式及聲子譜之分析工具，並將計算出之結果與實驗數據作一比較。另外，稀土元素摻雜於半導體中是可以應用於在發光光源上，其中讓我們想要瞭解的是稀土元素在不同能隙大小的半導體中隨溫度變化的發光特性，因此我們嘗試利用熱擴散方法將稀土元素鉺分別摻雜至GaN、GaSe和Si中。我們可以從變溫螢光光譜觀察其發光特性，利用深層暫態能譜及變溫霍爾量測檢測其雜質能階位置及雜質濃度，可以幫助我們更能瞭解摻雜於半導體中的稀土元素之能量轉換行為。NSC 91-2112-M009-036 (91R397)-計畫名稱：一多譜線光彈調式橢圓偏光儀 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；光譜儀；偏光儀；光彈調制器橢圓偏光光譜儀已成為量測材料光學特性的利器。 它不祇可以量各種材料也可量各種型式的材料如薄膜及粉末之折射率或厚度。 單波長及定入射角橢圓偏光儀已廣泛使用於半導體界的薄膜量測。 為了達到即時及線上監控蝕刻及渡膜的過程，最近橢圓偏光儀已將光彈調制器取代傳統橢圓偏光儀中的補波片。 我們已為清華大學工科所完成一光彈調制式橢圓偏光儀並已達到預期結果, 但該系統為一單波長架構, 為開拓此系統的應用並希望有別於已有的系統, 我們想架設一多譜線式橢圓偏光儀以證實或校正各式物理模式。 物理模式在橢圓偏光技術佔相當重要的地位，而各式物理模式又均以單波長及定入射角建立，為了使我們系統的多樣而開放的特性，我們利用 KrAr 可調式雷射建立一多波長定入射角橢圓偏光儀。 第一步將是校正光彈調制在各波長下的內稟 (intrinsic retardation) 相位延遲。NSC 91-2215-E009-055 (91R453)-計畫名稱：寬頻增益平坦拉曼放大器及使用在超高速率波長多工傳輸系統之研究研究者：董正成經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：拉曼放大器；增益平坦；波長多工；色散補償；四波混合本計畫的目的，在實驗及理論模擬上探討拉曼放大器的特性，進行設計、製作出高增益平坦化、寬頻譜的拉曼放大器，並實際架設使用拉曼放大器之光纖傳輸系統。本計畫分三年：第一年首先建立拉曼放大器多波道的模擬程式。且對各種不同傳輸介質包括單模光纖、色散位移光纖、色散補償光纖及非零色散位移光纖等製作單一光源激發之拉曼放大器，研究放大器在不同介質中的增益特性及效益；第二年研發多光源激發之增益平坦拉曼放大器，探討激發光源中心波長位置的最佳組合得到寬頻的放大器，藉由理論預測及實際製作應用在不同傳輸光纖上。並開發高增益寬頻的拉曼/摻鉺光纖混合型放大器，且分析增益平坦濾波器之放置位置對放大器的影響；第三年將拉曼放大器使用在高速率、多波長的傳輸系統上，研究其傳輸特性，探討拉曼放大器在各種不同光纖傳輸上的非線性效應及雜訊的極限。在波長多工系統中，製作具色散補償功能之寬頻增益平坦光放大器。研究使用不同架構之雙向激發，增進系統之效能。NSC 91-2215-E009-054 (91R452)-計畫名稱：晶體材料之載子自旋與同調聲子動力學之研究(1/3)研究者：黃中垚經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：同調聲子;飛秒脈衝整形;鐵電性;自旋;自旋電子元件;動力學此三年期計畫主要目標在應用飛秒雷射科技分析半導體電子自旋與鐵電晶體同調聲子動力學。我們將使用光波合成技術操控電子自旋與同調聲子以分析鐵電晶體在相變時聲子軟化與結構相依性和半導體載子自旋穿越異質介面的同調傳輸(coherent transport)現象。我們並將此研究延伸至奈米微晶樣品以進一步探討低維度(reduced dimension)對鐵電性與載子自旋同調性之影響。本計畫相信對鐵電晶體之前瞻應用與自旋電子元件之開發有其學術價值。NSC 91-2112-M009-037 (91R398)-計畫名稱：新穎全光纖型主被動元件之研究(1/2)研究者：祁甡經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：側磨技術；消逝場耦合；光合分波器；增益平坦化濾波器；可調式光衰減器；熔合-側磨式光纖耦合器；光塞取多工器；光纖放大器；光纖雷射；聲光濾波器使用我們自行研發的精準光纖側磨技術，我們成功地製作出目前全世界中，有效側磨長度最長 (2.5 cm)，插入損耗 (insertion loss) 幾乎可略 ( 100 dB 1550 nm ) 的側磨式光纖元件。利用原子力顯微鏡(AFM)觀察的結果，我們的側磨光纖表面粗糙度 (roughness) 能夠達到低於1015 nm以內的範圍；大幅地小於我們所使用的光通訊波長等級。此外，光纖側磨區域的深度和長度更是主宰此種光纖元件特性良窳之因素。綜上所述，我們的側磨式光纖元件擁有極佳的光學特性表現，這是目前其他國家的研究單位尚難以匹敵的。本三年研究計劃中，我們計劃利用此光纖側磨之平台型技術來進行全光纖型光纖主被動元件之研究與發展。針對目前分波多工方式的光纖通訊之需求，我們經由理論推導、數值模擬與初步的實驗驗證，成功地觀察到具長作用長度之側磨光纖元件應用於光纖主被動元件製造的高度可行性。我們因此提出了，1310/1550及1480/1550光合分波器、增益平坦化濾波器、可調式光衰減器、熔合-側磨式光纖耦合器、光塞取多工器、光纖放大器、光纖雷射及聲光濾波器等全光纖型元件的研究。相較於目前光通訊元件的製作方式，我們提出的方法預期有較低損耗、體積小、通道串音低、極化相關作用小、製作方式簡單等方面的強力競爭優勢。NSC 91-2215-E009-062 (91R460)-計畫名稱：單模、短脈衝、高速光纖雷射技術基礎與應用研究(1/3)研究者：林恭如經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：摻鉺光纖；行進波半導體光放大器；光纖拉曼放大器；光纖雷射；單模輸出；波長可調；高位元率；超短脈衝；頻率重建；主動諧波；分數諧波鎖模技術；脈衝壓縮本計畫將致力於利用摻鉺光纖放大器、行進波半導體光放大器、與光纖拉曼放大器為增益介質，並配合自行研發的新型低耦合損耗光纖熔接技術與鎖模脈衝產生技術，轉而開發各式新型連續波單模與短脈衝高速光纖雷射光纖系統，並針對高效率、波長可調、高傳輸率、鎖模技術、超短脈衝壓縮、多波長或大功率等輸出特性的光纖雷射光源進行研究，著重於學術先導性研究交流與產業技術轉移評估。在第一年的研究計畫中，我們將首重於利用一般半導體雷射作為主動式窄頻光帶通濾波器，開發具有準單模輸出且波長可調特色的連續波摻鉺光纖與半導體光纖混成雷射，希望能提供光纖通信系統中被動元件分析用波長可調光源的替代性選擇。我們也將研製微波/毫米波鎖相迴路相移器，建構時基可延遲之十兆赫主動諧波鎖模或分數諧波鎖模皮秒短脈衝摻鉺光纖雷射，探討其成為另一種超高傳輸速率或光固子光通信網路所需載波，或作為高速電光取樣系統測試光源解決方案的可能性。在第二年的研究計畫則專注於不同光纖雷射鎖模技術的開發與比較。我們將研製波長可調型光脈衝注入式鎖模摻鉺光纖與半導體光纖混成雷射、研製重複率達四十兆赫級頻率重建或再生型分數諧波鎖模光纖雷射、隨後再以不同鎖模技術建構之短脈衝光纖雷射光源為參考時基探討各種毫米波光電訊號產生、量測與處理技術。而藉由與合作機構進行光纖光柵或其他異類色散位移或補償光纖所組成的光脈衝壓縮架構開發計畫，我們將致力於修飾光纖雷射輸出光束的時間與波長分佈波形，與長程光通信系統上的光纖雷射光源之光脈衝修整壓縮，或出射波長窄化與模態選擇等。這些對未來發展一短小輕薄且具備高性能的新世代光纖通訊系統與技術將有重大的影響。在第三年的計畫中，我們將建構經過脈衝壓縮後具有高輸出穩定性的飛秒級、低相位雜訊與時基紊亂度的鎖模光纖雷射光源，也將針對時基延遲可調式頻率重建型、主動諧波鎖模與分數諧波鎖模摻鉺光纖雷射的輸出特性進行分析比較與優化的工作。另一方面，我們將著手進行可多波長輸出之摻餌光纖雷射、緊緻型連續波摻鉺波導雷射與S-band短脈衝光纖拉曼雷射系統的開發計畫。而利用超寬頻半導體雷射放大器作為鎖模雷射光源、或主動式光窄頻帶通濾波器的研究業將展開。我們預期這些系統與技術的研發對於毫米波、次毫米波與千兆赫頻段的電磁脈衝與光電信號交互作用或脈碼調變與高速分時多工傳輸技術將有實質的助益。而針對高速光纖雷射與通信網路方面的產學研究交流，我們預定將舉辦高速光纖雷射與光通信系統研討會，定期探討光纖與積體光波導雷射在高速光纖通信網路、超快光電與毫米波光電領域相關元件系統與技術最新發展現況，並邀請國際與國內學者專家出席參與充份進行學術研究交流。NSC 91-2215-E009-039 (91R437)-計畫名稱：新穎元件架構實驗型高密度波長多工通訊網路系統整合研究總計畫：新穎元件架構實驗型高密度波長多工通訊網路系統整合研究(2/3)研究者：賴暎杰經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：量子壓縮態光；量子量測；量子通訊；量子保密隨著光纖雷射及光纖元件技術的進步,目前已經有可能可以用全光纖式(all-fiber type)的架構來產生新穎的量子態光，包括量子壓縮態(squeezed state)與量子糾纏態(entangled state)等。利用這種架構所產生的量子壓縮態(squeezed state)在量子量測（Quantum Measurement）上有很好的應用潛力，而所產生的量子糾纏態光則是在量子通信(Quantum communication)、量子保密（Quantum Cryptography）、及量子傳訊(Quantum Teleportation) 等方面上有很好的應用機會。全光纖式的架構有其優點，包括光源較不佔體積、架構較穩定、及可以直接利用光纖來作較長距離傳輸等。有鑑於此，我們希望透過此計劃來自行建構一個全光纖式的量子壓縮態光產生器，並以之為基礎來產生量子糾纏態並研究這種新型量子態光在上述新興研究領域中的應用。我們實驗室過去在非線性光脈衝傳播理論、鎖模光纖雷射及光纖元件的研發上已經有很好的成果與經驗，我們將基於這些成果來發展低雜訊、高功率的鎖模光纖雷射光源，利用光纖中的克爾非線性效應(Kerr nonlinearity)來產生光脈衝的量子壓縮態，建立量子噪音量測系統來量測量子壓縮及糾纏程度，最後在實驗室中試著例證這些量子態光在量子量測、量子保密、或量子傳訊上的應用。NSC 91-2215-E009-025 (91R148)-計畫名稱：光纖色散補償元件特性設計模擬研究者：賴暎杰經費來源：工研院光電所關鍵詞：啁啾型光纖光柵色散補償器；全像干涉法；精準的位移控制系統；反推程式（英文：Chirped FBG dispersion compensator, Holographic interference, Transition system with nanometer precision, Inverse scattering algorithm）色散是限制光纖通訊容量的主要因素之一，其主要解決辦法是在適當距離處加裝色散補償器。啁啾型光纖光柵色散補償器與其他色散補償方法相比，具有全光纖式、損耗低、體積小、重量輕、成本低與靈活方便等諸多優點，故為前的發展重點之一。本計劃係採用Ar離子雷射倍頻的連績光UV雷射(波長244nm)作為曝照光源，再利用全像干涉法形成週期性的光強分佈來製作啁啾型光纖光柵色散補償器。由於全像干涉法自由度高，可任意調整干涉條紋週期與強度分佈，若配合精密的掃描控制系統，應當可逐段曝照出所需的啁啾型光纖光柵色散補償器結構。在本計劃中之研發重點有三1.精準的位移控制系統的建立，2.目標特性曲線的反推程式之建立，3. 光學曝照系統的自動化工程。透過此計畫之執行，希望使國內光纖光柵元件的技術能向上提升。C91030（91.3.1-91.12.31）-計畫名稱：次微米解析度之相位光柵量測方法分析研究研究者：陸懋宏經費來源：工研院量測中心關鍵詞：光柵；次微米計畫目的：隨著工藝技術的提昇,元件加工要求表面平整度,線寬間隔,工差更加嚴格但因尺寸很小無法以傳統接觸式探頭加以量測,所以,如何檢測其表面品質並監控及改良其製程為重要之課題,為了達到高精度微小尺寸量測且同時又兼顧到檢測速度的需要,並符合未來技術轉移之量產檢測需要,應開發次微米解析度之非接觸式光干涉量測方法.計畫目標：l 採用非接觸式光干涉量測方法並建立多波長干涉技術分析資料l 建立傳統式與干涉式之技術及應用性之比較分析l 預計量測解析度:10nml 預計量測範圍:5微米至3微米l 預計量測階高/4C91036 (91.3.15-91.11.30)-計畫名稱：折射/繞射混合型光學元件分析軟體之建立研究者：陸懋宏經費來源：工研院機械所關鍵詞：繞射/折射混型透鏡；塞德像差；色散；場曲在此計畫中預計將可建立折射/繞射複合透鏡(D/ROE)的電腦輔助設計軟體，並搭配ZEMAX光學設計軟體來設計一折射/繞射複合透鏡雙透鏡成像系統，且矯正此光學成像系統的塞德(Seidel)像差以達到所需的成像品質。在元件的測量方面，即利用本實驗室已有的量測系統分別量測元件的三維表面輪廓及MTF曲線，及建立色散，場曲等光學參數的量測系統。而元件的製作，則由工研院機械所的鑽石研磨機加工之。C91035（91.4.1-91.11.30）-計畫名稱：光電式同調連續波THz輻射束及其應用之研究(1/3)研究者：潘犀靈經費來源：行政院國家科學委員會關鍵詞：連續波；同調；窄頻寬；THz輻射源；雙波長雷射；低溫分子束磊晶；砷離子佈植砷化鎵；光混頻；光導天線；金半金行波光偵測器；天線陣列本計畫擬發展緊緻（釐米尺度）、高功率（至 1 mW）之光電式同調連續波THz輻射源及及其應用。此輻射源是利用光混頻（optical mixing or heterodyning）原理。激發光源是以交大發展的可調頻（tunable）、雙波長（波長差 Dl 0.1 20 nm）、窄頻寬（10-100MHz）之半導體雷射（800nm及1550波段）；利用注入放大技術，此雷射輸出光功率可達數百mW級。混頻器是以低溫分子束磊晶砷化鎵（LTG-GaAs）及砷離子佈值砷化鎵（GaAs:As+）及類似材料為基礎研製之光導天線及金半金行波光偵測器天線。我們預期此輻射源可輸出功率至 1 mW頻率可在0.1 至10 THz之間調變之連續波窄頻寬（10-100MHz即/ 10-5 10-4）同調（coherent）THz輻射。此輻射源可發展為天線陣列，並可以光電技術在遠端控制其相位以達到光束指向（beam steering）的目標。本元件製成發射接收器即可供下世代衛星、無線通訊及寬頻網路之測試機台使用。利用本研究群已發展成熟的電光THz感測技術或光導感測技術，以本計畫發展的連續波THz輻射源取代般所用的飛秒雷射激發THz輻射源，我們將發展遠紅外(0.1- 10THz)波段的高解析度分子光譜，感測成像與通訊方面的應用。NSC 91-2215-E009-063 (91R461)-計畫名稱： 新穎元件架構實驗型高密度多段波長多工通訊網路系統整合研究子計畫三：DWDM長波長面射型雷射之研發(2/3)研究者：王興宗經費來源：行政院國家科學委員會