科學重大突破 中山大學研發全球最大光子晶體

記者蔡坤霖/高雄報導

2018-01-30 00:35:35

▲左起中山大學光電系博士生侯建宗、博士後研究員趙宏昌、特聘教授林宗賢及博士生李承璋。(圖/記者蔡坤霖攝 , 2018.01.30)
▲左起中山大學光電系博士生侯建宗、博士後研究員趙宏昌、特聘教授林宗賢及博士生李承璋。(圖/記者蔡坤霖攝 , 2018.01.30)
台灣科學界在國際上有重大突破!國立中山大學光電工程學系特聘教授林宗賢團隊投入「單晶結構三維光子晶體」研究,透過台、美雙邊合作,歷時兩年多,成功做出目前世界上最大的三維單晶光子晶體,並展示其優異的光電特性,傑出研發成果登上國際頂尖期刊「自然通訊」(Nature Communications)。這項研究成果未來可應用於大幅度調控微型三維雷射、飛秒超快脈衝調製及各式光子元件。中山大學研究團隊首次將無機材料製程中的長晶法,應用在有機材料藍相液晶中;並依據相變理論,控制藍相液晶的自組裝過程,進而找到晶體的最佳生長條件,成功的將三維液態光子晶體從過去的數十微米,一舉推進至數千微米;數百倍的成長,突破了傳統人造光子晶體的極限。

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林宗賢教授表示,這項重大研發成果提供了優異的可調控光子能隙特性,有效改善傳統光子在傳輸時,大角度便會漏光、能量耗損等問題,實現光迴路的微小化,更使得以更小尺寸的微型積體光路取代現有的積體電路變得可行,未來能以更快速的光子取代電子,作為資訊傳輸的媒介。林宗賢教授指出,「人造光子晶體」除了可模仿生物的多樣豐富色彩外,更可作為靈感,啟發、開創出新的應用領域。除了做成寶石,更可用來控制光的各種傳播特性,因此在光積體電路、光子晶片、非線性光學、雷射、等資訊科技應用中,皆顯現出重要的應用前景。尤其在現今大數據、人工智慧的大量資訊應用需求下,光子擁有速度快、頻寬大、光子間幾乎沒有交互作用等電子所沒有的優勢,以「光子」取代「電子」為未來趨勢。因此,如何精準操控光的流動,即為一重要課題。

本研究由科技部與美國空軍科學研究辦公室支持,獲刊於國際一流頂尖期刊《自然通訊》(Nature Communications),通訊作者為中山大學光電工程學系特聘教授林宗賢與榮譽講座教授Iam-Choon Khoo教授(美國賓州州立大學William E. Leonhard 講座教授、國際電機電子工程學會會士、美國光學學會會士);美國賓州州立大學博士生陳君維與中山大學光電系博士生侯建宗與為第一作者,主要合作者包括美國空軍研究實驗室的Timothy J. Bunning博士、中山大學光電系博士後研究員趙宏昌、王俊達、博士生李承璋、蔣聖評、及碩士生洪敬榔、郭端毅及王成宇。

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