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以射頻磁控濺鍍法鍍製P型和N型微晶矽薄膜之研究

由於能源危機的問題，薄膜式太陽電池的研究引起很多專家學者的注意。目前最普遍為民生所使用的太陽電池是由電漿輔助化學氣相沈積法(plasma-enhance chemical vapor deposition, PECVD)所製作出的非晶矽薄膜太陽電池[1][2]，但是PECVD 在製程上需要昂貴的設備費及使用有毒、易燃氣體矽烷( silane , SiH4)，而且微晶矽薄膜比非晶矽薄膜電性更佳，因此本研究主旨在探討使用射頻磁控濺鍍製作P型和N型微晶矽薄膜應用於薄膜式太陽電池的研究。利用調變不同靶材面積和氫氣流量來改變硼原子和磷原子的摻雜量，製作出微晶矽薄膜，並量測其特性。將實驗所製作出的薄膜量測Alpha-Step、XRD、導電率、載子濃度、載子遷移率、活化能等，得到薄膜的結構和電性的結果，作分析與比較。於實驗中發現，以射頻磁控濺鍍系統所製作出的微晶矽薄膜，P型矽薄膜導電率最佳值在硼顆粒約佔靶材面積30%和氫氣流量為9sccm時，其導電率為3.79×10-2(S/cm)，結晶大小為4.84nm，由霍爾量測得到載子濃度約為3.34×1018cm-3載子遷移率為0.516 cm2/V-S，活化能為0.044ev；N型矽薄膜導電率最好的參數為靶材放置是矽靶加上3/4wafer且氫氣流量為7sccm時導電率可達到9.66×10-3(S/cm)，結晶大小為12.5nm，霍爾量測儀所量測出來的雜質濃度約為1.11×1018cm-3，載子遷移率為0.525cm2/V-S，活化能為0.11ev。兩者都有符合做太陽能電池元件n和p型微晶矽薄膜特性的要求。

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溫度及應力對高密度分波多工器(DWDM)濾光片中心波長飄移之研究

DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexer)濾光片為光纖通訊系統中重要的光學元件，由於其膜厚較厚所以會產生較大的應力，當濾光片受熱，會受熱應力影響而改變濾光片的光學厚度，結果濾光片中心波長將隨溫度變化而產生飄移。Takahashi首先以應力模型為溫飄提出理論分析，基板的熱膨脹係數，薄膜的折射率、楊氏模數、帕松比、熱膨脹係數及折射率溫度係數等，均為影響溫飄的重要參數。而符合國際規範的DWDM 100GHz濾光片溫飄必須小於1pm/℃，也因此使得膜層數及膜厚增加。而在此情況下應力模型需要修正，同時也增加考慮應力對於折射率影響的應力光學常數。因此本論文即提出厚度修正後的應力模型分析應力對於DWDM濾光片中心波長飄移量的影響。也利用修正後的應力模型經實驗求得DWDM濾光片薄膜的線膨脹係數為0.87 ppm/℃。再由擬合實際溫飄值求得薄膜雙軸模數為41 GPa、帕松比為0.22、折射率溫度係數為1.4×10-5/℃、應力光學常數為-1.9×10-12 /Pa。以及SiO2的折射率溫度係數為2.0×10-5 /℃、應力光學常數為-1.9×10-12 /Pa；Nb2O5的折射率溫度係數為7.6×10-4 /℃、應力光學常數為-9.73×10-11 /Pa，而以上薄膜的相關資訊皆可提供未來設計DWDM濾光片的相關依據。

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特殊封裝之白光LED應用於汽車近光燈之研究

本論文中，我們設計了符合歐洲汽車近燈法規之光學系統。在光學系統中，我們首先安排LEDs 的位置並且使用複合式拋物面收集器當作一次光學元件，此一次光學元件不僅增加光粹取效率並且在保持Etendue下增加發光面積。我們也設計了一顆非圓對稱結構的成像透鏡，此透鏡可以增加光形之對比度。我們製作出此光學系統並且對於實驗與模擬來做比較。最後我們分析此光學元件的容忍度。

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離軸全像光學儲存之誤碼率的模擬與研究

在本文中，我們針對離軸式體積全像儲存系統架構推導其數學模型，並利用此數學模型計算系統在多工儲存多頁間的串音影響及位元誤碼率，並分析系統之容忍度。我們也提出「定點讀取系統」、「持續轉動讀取系統」兩套系統間的比較。最後我們進行實驗，並驗證位移補償系統與布拉格選擇性之正確性。

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以RGB LED為投影顯示光源之光學性能研究

本論文主要是在探討以LED為投影機光源時，其收光元件利用複合式拋物面收光器(Compound Parabolic Concentrator，簡稱CPC)原理之設計流程，並使用此流程找出最佳化之收光設計，並實際製作出收光元件，再搭配LED晶片封裝成收光模組。最後將此收光模組應用於市售投影機之光機系統，分析其輸出、系統效率及均勻性

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利用相位調製改良同軸式體積全像儲存系統

在本論文中，我們以相位疊加法為基礎，建立同軸式體積全像儲存系統的模型並推導出系統繞射公式之近軸近似解。以此公式為基礎，分析各項參數對系統的影響，包含參考光分布、光源波長、透鏡焦距以及記錄介質厚度。接著在參考光部分加入相位調製，分析相位調製對系統的點光源擴散響應以及位移選擇性的影響。最後分析不同情況下系統的誤碼率以及訊雜比，作為光儲存系統效能的評估標準。

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以多晶片封裝LED為LCTV背光源之背光機構之研究

在本論文中，主要目的是利用多晶片封裝LED作為LCTV背光機構之光源，並且設計了一薄型化的混光腔體。過程中，利用BSDF分佈及蒙地卡羅光追跡法成功地建立混光腔體中所使用的擴散板之散射模型。最後，我們製作了一台採用熱插拔式多晶片LED為背光源之42吋LCTV，並對其作一系列實驗分析及問題討論。

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具指向性微結構之設計

本論文中，我們利用有限時域差分法，來分析微米以下週期性結構之繞射特性，並針對藍光Thin-GaN LED設計具指向性之繞射光學結構。論文內容主要分為兩大部分：(一) 在數值計算上，我們將以有限時域差分法做為主要計算方法，並分析不同結構參數對指向性之貢獻與影響。(二) 以此優化之週期性結構參數做二維排列，進而設計具指向性、高效率藍光Thin-GaN LED。

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白光LED之ㄧ階與二階光學設計

本論文在研究與比較高功率白光LED在封裝上以半球螢光粉塗佈方式來封裝,以及一般的平面螢光粉塗佈方式LED，兩者在光學設計上的不同與優劣。另外我們將以etendue的理論來分析其被收光的能力，同時設計不同的TIR透鏡以及CPC一階封裝透鏡來進行收光和整光的工作，驗證其被收光及整光的可能性。

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LED準遠場之研究與防眩光學之設計

本論文主要目的在於研究LED的中場行為，並藉由了解光在傳輸時其光場分佈之變化情形，進而定義出準遠場距離。在模擬中，改變LED封裝之型式與封裝之公差，歸納出其對準遠場距離之影響。而本論文中，另一重點為防眩光LED燈具之設計，目的為降低燈具對眼睛之眩光指數。