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光電發展研究室(EN508-2)管理者 ->->->劉裕永老師

5F 光電發展研究室管理者 ->->-> 劉裕永 老師

■研究室簡介

 

前言

 

  光電發展研究室設在本系館五樓,內設光學(離子源、電子槍、熱阻式)鍍膜機ULVAC EVA-T600、光譜儀、光學桌,提供師生實作光學薄膜及其各項光學和非光學特性研究。

 

 

光學鍍膜研究室

 

  光學鍍膜 (optical coatings) 是一個重要的光學技術,被廣泛地應用在各種光電系統與光學儀器之中,如照相機、望遠鏡、光干涉儀、投光器、光纖通訊、飛彈、半導體雷射、太陽能電池、顯示器、人造衛星、有價證券之防偽、微機電系統、積光系統、感測器、建築帷幕、照明工業、汽車工業、裝飾用品等等。在今日,任何光電系統與光學儀器中很難不需要光學鍍膜,尤其雷射系統、高級檢測儀及光纖通訊系統的某些元件更需要高品質之光學鍍膜。
  光學薄膜 (optical thin films) 是干涉型式之光學濾光片 (optical filters),它是指在光學元件或獨立基板上鍍上一層或多層之介質膜或金屬膜亦或是兩者組成之膜堆,藉由干涉作用來改變光波傳遞的特性,包括光的反射、透射、吸收、散射、極化 (偏振) 及相位等,以達到科學與工程上的應用。
  通常光學鍍膜須在一個潔淨的高真空系統中,以熱電阻或電子束加熱材料使之蒸發,進而附著在元件或基板上。但熱阻式製作之光學薄膜,會產生微柱狀結構在膜層之中,造成薄膜的折射率偏低、非均勻性及光學特性隨著使用環境濕度改變而偏移之不穩定性。為了提高光學薄膜的折射率、改善其非均勻性及光學穩定性,可以加熱基板或應用離子源輔助蒸鍍,其中離子輔助蒸鍍 (ion-assisted deposition) 是在蒸鍍過程中輔以適當能量及密度之離子來轟擊正在沉積的膜層,以增加沉積分子的動能及遷移率,消除膜層中之微柱狀結構,產生密質化的薄膜,這對於不能作加熱處理之基板如塑膠基板等,可以離子輔助蒸鍍提升膜層之品質。
  本研究室建立高真空離子輔助電子槍蒸鍍系統,研究數位化光學濾光片的設計、膜層的光干涉成效與電特性分析,以及實際製作光學濾光片。除了指導研究生論文專題研究外,更促進系上及跨校系老師之間的研究合作,以提升研究水準。

 

 

教授研究群

管理老師

 

教  授 ─ 劉裕永

 

 

其他教授

 

副  教  授 - 呂輝宗, 劉啟昌

 

助理教授 - 李顯億

 

 

研究室成員

『碩二』:

 

郭立翔、顏忠勇

  

『碩一』:

 

 張恩瑋

  

『大學部專題生』:

 

林信宏、吳宗憲、施清濱
李冬安、陳偉彥、林耿逢
蔣昀錚、陳景豪、黃耀生、鄭棋宇

 

研究發展及成果

究方向

 

  抗反射鍍膜 (antireflection coatings) 是使用量最多、應用最廣泛的一種光學薄膜,常見於各種光電及光學系統中如照相機、望遠鏡、眼鏡、CRT及平面顯示器、太陽能電池、二極體、雷射…等。它的主要功用有二:一是減少元件表面的反射損失,增加整個光學系統之穿透率。其二是消除系統中在各元件界面間來回反射所產生的許多迷光、眩光及鬼影,提高整個光學系統之影像的明晰度或對比度。
  抗反射膜對於光學技術有著最大之衝擊,新穎的抗反射設計演算法總是受到重視且被歡迎,因此有許多新式、精良之數值設計方法不斷地被發掘。本研究室在2002-2005期間,應用了Southwell之flip-flop synthesis method,其後又陸續提出五種新穎的設計演算法:

 

 

(1)

flip-flop tuning synthesis method.

 

(2)

tuning iteration method.

 

(3)

minimizing search method.

 

(4)

iteration exchanging search method.

 

(5)

jumping search method.

 

  針對廣波域可見或紅外抗反射設計 (broadband visible or infrared antireflection coating designs)、廣角度廣波域可見抗反射設計 (wide-angular broadband visible AR coating designs) 與萬用廣波域可見抗反射設計 (universal wideband visible AR coating designs) 等三主題作研究。

 

 

研究成果

 

觀看詳細研究成果資料

 

設備財產

光電發展研究室現有設備

 

1.  硬體:

(1)

光學監控真空蒸鍍系統 1 台,含離子源 (Mark I) 及電子槍(10KW)

(2)

光譜儀 1 台(氙氣光源系統)

(3)

光學桌 1

(4)

個人電腦 5

(5)

超音波洗淨器 1

(6)

萬向抽氣罩 1

 

2.  軟體:

(1)

薄膜軟體Essential Macleod

(2)

Matlab 6.5版  1

 

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