名稱 ：光電技術與材料診斷實驗室

分機電話：4441

位置：IR3004

參與教授：李晁逵

介紹：藉光子給予材料能量進行量子控制或調變，設定光源條件和量測系統可對複雜物理系統做直接動態演化的控制或解析其內部動力學，因此為基本暨重要的研究課題。此外，飛秒雷射因其寬頻特性(可達到數十奈米以上；Dl> few tens nm)，目前已成為量子調變控制技術的主要光源。同調控制飛秒雷射脈衝合成技術(coherent control femtosecond optical synthesizer)基本上為光脈衝整形技術(pulse shaping)的應用。光脈衝合成波形可能實現材料量子態控制(control of quantum states)、調變化學反應能量障壁以控制化學反應方向、或將手徵性分子(chiral molecules)混合物分離 (preparation of enantiomers from racemate)。因此中山大學自2004年成立飛秒與量子調控實驗室(Femtosecond & Quantum Modulation Lab, FQM Lab)，由李晁逵教授指導， 研究主題與目標為建立具超寬頻的鎖模光源與靈敏度可達到3meV的量子同調控制(Quantum and Coherent Control)研究，並應用於解析各材料在同調控制下之動力學行為；此外，本實驗室自2011年開始投入元件設計製作用於兆赫波光電子學、液晶調控元件及波導，ex:兆赫波光電子學、液晶調製分析、波導元件。而現今本實驗室的主打研究內容為光電相關元件和材料量測，其包含波導元件、激發動力學研究、光學非線性量測、脈衝雷射研發、圓二色光譜等五大部分。

茲就其內容簡述如下：

1. 波導(Waveguide fabrication and characterization):產生不同波長的光源一直是光電領域的夢想，透過非線性波導產生寬瀕可調的同調光源則是公認途徑，而產生的同調光源在高速寬頻通訊有無限的可能，在量子電子學上，舉凡量子計算或用於同調控制更提供了絕佳工具。本實驗室透過材料開發、元件設計(波導/微共振腔)企圖製作高效率可調寬頻光源。學生除在知識上可了解非線性光學知識，在技術上也可學習光學系統架設、波導材料與元件製作技術。
2. 激發動力學研究(Excitation dynamics)：以飛秒脈衝雷射光源對材料進行激發和探測，利用脈衝解析其時間上的動力學過程，研究激發後的電子能量弛豫至初始狀態過程的材料內部行為，其結果有助於量子應用方面。本實驗室主要研究為拓樸絕緣體奈米級薄膜的內部行為，目前已對其電子躍遷過程和熱載子傳遞行為有相當理解。
3. 光學非線性量測--Z掃描(Z-Scan)：本實驗室主要以Z掃描方式解析材料的光學非線性吸收特性，討論材料吸收光子的飽和與反飽和的行為，進一步說明其電子在能階間躍遷、轉移和弛豫的過程，相關成果對應用在脈衝雷射的飽和吸收體有相當大的幫助。本實驗室目前主力研究為二維材料的光學吸收特性，旨為對微型元件的材料研究有所貢獻
4. 新型雷射研發(Novel laser development)：本實驗室在該部份的工作包括新型雷射系統與雷射物理，目前在飛秒光纖雷射、高速可調脈衝、高重覆率固態鎖模光源均有進展，近來正積極近入超快光電子學之下一世代—奧秒(10-18sec)光源之開發。
5. 圓二色光譜(Circular Dichroism): 等量圓偏振光通過光學活性材料會使左旋和右旋間產生強度差異，因此本實驗室使用光配向技術製造的液晶偏振光柵元件將圓偏振光藉繞射分離出左右旋偏振，量測材料的圓二色強度差異與變化以確立其旋光特性。本實驗室目標為設計一套低成本的圓二色光譜儀，以其進一步量測光學活性材料。

本實驗室碩班與專題生工作上面，要理論與實驗兼備，積極參與以利理解實驗操作內容，創新想法或發展新技術以開創研究的新方向，亦須擔負各貴重儀器與設備之保養與訓練，每年皆鼓勵至相關研究的國際性會議上發表實驗室成果和學習各團隊最新研究結果以增長見聞；於硬體設施上，對黃光、Ebeams等半導體製程技術、超寬頻鎖模光源、時間解析的激發-探測系統、Z掃描非線性量測設備上已建立基礎，以培養獨立解決問題之能力。本實驗室主要以養成互相學習、討論之風氣，以發揮團隊合作之風氣。