我們實(shí)驗室近年的研究主要集中在奈米結(jié)構(gòu)/顆粒的製造技術(shù)、發(fā)展奈米光學(xué)顯微科技、瞭解光波在奈米結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性以及這些奈米結(jié)構(gòu)/顆粒在生物與光電子元件上的應(yīng)用。
主要研究題目：
金屬奈米電漿子之特性與量測：
在理論上利用時域有限差分法模擬光波在奈米金屬夾縫間的現(xiàn)象，在實(shí)驗上利用近場光學(xué)顯微術(shù)量測光在奈米金屬洞與夾縫在特定波長的異常穿透現(xiàn)象。在奈米夾縫部分，確認(rèn)此異常穿透現(xiàn)象為TM偏振光在夾縫內(nèi)的gap plasmons共振所造成。在週期性奈米夾縫上所出現(xiàn)的非發(fā)散聚焦束部分，確認(rèn)為TM偏振光在出口金屬表面的表面電漿共振所造成。

奈米電漿子在生醫(yī)感測之應(yīng)用：
無論在金屬奈米夾縫間的gap plasmons或在出口金屬表面的表面電漿子波，其共振效應(yīng)會形成一異常穿透光譜，此異常穿透光對環(huán)境非常敏感，我們應(yīng)用它們發(fā)展成一靈敏的生醫(yī)或化學(xué)感測元件。

奈米結(jié)構(gòu)的光罩製程科技：
次波長透明結(jié)構(gòu)上會有相當(dāng)程度的邊緣繞射，此邊緣繞射光會在結(jié)構(gòu)體上造成一種次波長的光束聚焦效應(yīng)，應(yīng)用在光罩顯影技術(shù)上可大量製作次波長結(jié)構(gòu)。此技術(shù)不僅適用在大量製造光子晶體結(jié)構(gòu)，連重要的夾疵(defect)結(jié)構(gòu)也可以同時被製造出來。目前此技術(shù)的解析度約為λ/5，以400nm 紫光而言可約達(dá)80nm 的空間解析度，非常適用操作在可見光至近紅外光波段光子晶體結(jié)構(gòu)之大量製造。

奈米光學(xué)量測科技：
發(fā)展偏光調(diào)變近場光學(xué)顯微術(shù)，研究材料在數(shù)十奈米尺度下的特性如發(fā)光材料之結(jié)晶性、發(fā)光特性與表面型態(tài)之關(guān)係。此技術(shù)可同時量測薄膜小于100 奈米的結(jié)晶化程度、結(jié)晶方向與表面起伏等資訊。

微型陣列晶片檢測科技：
發(fā)展出一種新的光學(xué)偵測系統(tǒng)可以高通量與靈敏的檢測微型陣列生醫(yī)晶片。這個系統(tǒng)使用平面光學(xué)消逝波為激發(fā)源，可以有很低的背景雜訊、大且均勻的檢測面積。此系統(tǒng)不需在生醫(yī)晶片上做任何改變，一般在玻璃基材上的微型陣列皆可由此系統(tǒng)檢測

我們發(fā)展一套利用差分近場光學(xué)顯微技術(shù)的方法，可以由近場量到光場及其一次與二次微分光場，利用這些量測光場可以直接重建光學(xué)波導(dǎo)的折射率分佈。此方法比起之前的技術(shù)具有更好折射率重建效果，在2007年10月號的Photonics Spectrum Magazine對我們發(fā)展的技術(shù)加以介紹

我們發(fā)展一種奈米製造技術(shù)，可以大面積製造次微米的玻璃透鏡陣列。此陣列大小為透鏡陣列的極限，我們研究它的聚焦效果，發(fā)現(xiàn)此次微米玻璃透鏡陣列具有良好的次波長聚焦特性，且在空間上可以形成三維的光場分佈，配合光罩蝕刻技術(shù)可以製造三維次微米結(jié)構(gòu)。中央研究院選為2007年重要成果之一，以刊物加以介紹。

我們發(fā)展一種新的奈米製造技術(shù)，利用次波長透明結(jié)構(gòu)體的邊緣聚焦特性製造光子晶體結(jié)構(gòu)及其defect pattern，此方法具有高的聚焦深寬比，同時產(chǎn)生週期性的光晶結(jié)構(gòu)與重要的defect圖桉。此技術(shù)適合應(yīng)用在光罩製程技術(shù)上，直接大量製造光子晶體結(jié)構(gòu)。此成果被中央研究院選為2006年成果之一。

我們研究光波在奈米金屬夾縫間的的現(xiàn)象，首先在理論上利用時域有限差分法模擬與近場光學(xué)量測上發(fā)現(xiàn)不同偏振光出現(xiàn)截然不同的光場分布與光穿透率，顯示此差異來自gap plasmon的出現(xiàn)。此結(jié)果受到國外光學(xué)雜志的重視，在2003 年二月號的”Photonics Spectra magazine”中，簡介我們的成果。
“可進(jìn)行大面積掃瞄之剪力回饋架構(gòu)、利用此架構(gòu)形成之近場光學(xué)顯微鏡”。發(fā)明人：魏培坤

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