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電漿處理對氟化物和氧化物薄膜的影響之研究

本論文分別對氟化物與氧化物薄膜作電漿處理的研究。第一部份的氟化物的研究中，我們對氟化鋁和氟化鑭薄膜進行不同氣體（氧氣、氬氣和CF4）的電漿處理，探討不同氣體電漿對於氟化鋁和氟化鑭薄膜在深紫外波段的光學特性、微觀結構以及成分分析的影響。實驗結果顯示，氟化鋁薄膜經過氧氣電漿處理後，在吸收上雖有略微增加，但折射率增加，並降低了表面粗糙度，而且在EDS成分分析中，也顯示氟化鋁薄膜中碳的含量減少；在氟化鑭薄膜方面，氧氣和CF4的電漿處理後，吸收都明顯增加，當通以直流電源來進行氬氣電漿處理時，薄膜表面轟擊出更多的孔隙，而穿透率之非均勻現象變為更明顯，並且折射率下降，粗糙度增大。 第二部分為對於氧化物的研究，我們選用二氧化鈦薄膜進行電漿處理。實驗中，電漿處理所使用的氣體分別為氬氣、氮氣加氬氣和氧氣三種氣體，除了探討電漿處理對於二氧化鈦薄膜其光學特性、微觀結構和成分與鍵結上的影響外，亦針對其光催化特性的差異做研究。實驗結果發現，在氬氣和氮氣加氬氣的電漿處理後，由於表面產生更多孔隙，使得接觸面積增加。另外氮氣電漿也有和薄膜表面的鈦鍵結的趨勢，使吸收波長由紫外光區往可見光區偏移，在光觸媒的特性表現上明顯的增進。

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Fresnel lens應用之量測

本文Fresnel lens應用之量測，主要是應用於CCFL面板、LED燈及LED路燈，並以Matlab程式來分析。在CCFL面板中，拿掉原有的擴散板、DBEF和稜鏡片，改以Fresnel lens使光源均勻化，且以CCD camera拍攝結果，將照片輸入到電腦中以程式做分析，可以看出面板均勻或不均勻。LED燈為一顆一顆，因此必須使用與量測CCFL面板時不同的重疊方式，在重疊中能發現，當Fresnel lens放在燈源上為橫的時候，其光線分佈為直的，相反的若Fresnel lens放於燈源上方時為直的，則光線分佈為橫的，於是要將LED燈做均勻化，必須採用直式加橫式的Fresnel lens。而在LED路燈量測中，沒有貼Fresnel lens的照度分佈與貼上Fresnel lens的照度分佈做比較，發現Fresnel lens雖然會減少其照度，但是可以擴大光源照射到地面的範圍，而且沒有貼Fresnel lens的照度範圍為直立型長方形，有貼Fresnel lens的則較為正方形。若是不考慮LED路燈照度峰值衰減，那麼在道路架設路燈時可以減少路燈的棧數。

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針刺及止痛在大鼠模型的痛覺量測系統

本論文主要目的是提出一新的痛覺量測系統(BBVS)，它能夠量化分析出在針刺大鼠陽靈泉和在相對應遠絡點止痛後的皮膚振動跟腦部葡萄糖代謝變化 疼痛和止痛的研究特別在動物上總是有技術上的問題。在動物和小嬰兒上，疼痛不能直接被測量，而只能藉由觀察他們對疼痛刺激的反應來估計，除此之外，由於動物不能直接用語言來溝通，因此，疼痛無法藉此來評價，當動物和小嬰兒藉由大聲喊叫或者用哭泣來反應所受到的刺激，這毫無疑問的表示他們正感到非常的疼痛，換句話說,如果在某個時刻，動物和小嬰兒沒有顯示出明顯的體徵或是行為，那麼便很難去判定他們沒有感受到任何疼痛，因此我們架構出ㄧ個新的腦和體振動量測系統，藉由雷射三角去測量受到針刺給痛後肌肉振動，和使用微正子電腦斷層造影(Micro PET)去定量分析腦部葡萄糖的代謝反應，這個新方法能定量的分析疼痛變化，同時，藉著使用相同的系統，我們能在止痛點的按壓後來測量出疼痛強度變化；而由於遠絡相應穴位經絡治療法能阻止疼痛的刺激，因此拿來做此系統止痛的疼痛研究。由數據所得到結果，說明了腦部葡萄糖代謝量和痛點肌肉振動，會隨著針刺和在止痛點止痛有所改變，因此這個腦和體振動量測系統(BBVS)是ㄧ個能量化分析痛覺的好選擇

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新型投影機光源之研究

隨著時代科技的進步，投影顯示器不論在商用會議、家用電視或是大尺寸的用途，都是具有一定的市佔率，但是傳統投影機光源的壽命、體積及色彩，都是令人垢病的地方，所以本論文提出一個新型投影顯示器光源，具有壽命長、色彩豐富、效率高、體積小及均勻度佳的投影顯示器光源，在目前都是微小化的時代，具有一定優勢。 本論文介紹及比較目前常見的四種投影顯示器，挑出數位微鏡式投影顯示器當做設計目標，且針對數位微鏡式投影顯示器的架構做比較，設計雷射投影機光源系統，建構在全內反射式稜鏡式數位微鏡投影顯示器內，並且跟傳統燈泡光源在傳統的投影顯示器架構下作比較，所設計出的光源系統，具有73.55％系統效率、99.3％的ANSI Uniformity和131％的NTSC面積大小(在CIE1931系統下)，雖然在光展量匹配上有很大的損耗，不過這是在傳統投影機架構下，若未來將投影機微小化時，情況將會被改善。

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非週期性晶格極化反轉鈮酸鋰作為有效率的二倍頻和模態轉換器之研究

積體光學(Integrated Optics, I.O.)是將不同的光學元件整合在同一個基板上，例如鈮酸鋰晶體。若在晶體上做非週期性的反轉晶格(Aperiodic Optical Superlattices ,AOS)，則可以利用準相位匹配的方式來滿足多個波長轉換所需之相位補償。 我們設計且做了第一個同時具有兩種功能( TE-TM mode converter和Wavelength Conversion )的非週期晶格反轉結構。利用APLN (Aperiodic poled LiNbO3; PPLN) 當作在C band 的主動式窄頻寬多波長濾波器和多波長倍頻器。該結構同時滿足4 個波長在1550nm 附近的電光效應和二倍頻波長轉換之準相位匹配條件的反轉區塊分佈。 在兩公分長的 APLN 元件，能夠同時使得 4 個特定波長之二倍頻轉換效率大於0.15%/W( 設計為~0.165%/W)。外加約1200(V/mm)的電場(設設計值為1000V/mm)，能夠有大於90%以上的穿透率(設計上~100%)，每個波長的頻寬約為1.16nm。和串接的APLN結構相比二倍頻轉換效率有 2.45 倍的提升、濾波的頻寬則有 2.6 倍的窄化。

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LED準遠場之研究與其在燈具之應用

本論文主要目的在研究LED光源之中場傳遞行為，了解其強度在不同傳輸距離時之變化情形進而定義其準遠場距離，並利用中場擬合法建立出精確LED光學模型，依據此精確光學模型來設計符合歐洲ECE法規的自行車後警示燈，並將自行車後警示燈與反射片做結合，設計出被動與主動安全兼具之車後燈組，以提升自行車在夜晚行進時之安全。

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含氫矽薄膜太陽電池材料之光電特性研究

本研究針對太陽能電池之本質矽薄膜層，其製程係以物理氣相沉積法之 脈衝直流磁控濺鍍系統，在不同通氫量條件下製備，並觀察分析和討論其 光電特性，如光學吸收係數、光學能隙、膜內矽氫及矽氧鍵結、氫原子含 量比例及材料的光學常數等，且分析不同通氫量製鍍條件之下對於光電特 性的影響。 由於矽薄膜有明顯光學干涉現象，在光學吸收係數的分析上易受干擾， 因此引入多光束干涉的理論做相關吸收係數的模擬，以求得近似實際吸收 係數的值。另外，本論文探討含氫矽薄膜材料之光學能隙的大小，在非晶 態時，隨通氫量增加而增加，經分析發現內部孔隙產生的結構改變是造成 上述結果的可能原因。而在分析矽薄膜材料於近紅外區的吸收趨勢，我們 架設一套常數光電流量測系統，來量測並分析薄膜中關於缺陷影響及能隙 等重要訊息，如非晶矽的缺陷密度特性以及微晶態的實際能隙值之求得， 並將以上結果做相關的比較和分析。

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金屬反射層對發光二極體發光強度增強及光型調製之研究

本論文主要是研究表面電漿效應增加氮化銦鎵發光二極體(LED)的發光強度及修正光型的效果，以及探討在發光層與金屬反射層介面間的透明導電層銦錫氧化物(indium tin oxide；ITO)對介面有效折射率之調製，以提昇表面電漿之耦合效率。在實驗上，先經由發光元件表面上金屬薄膜(t=15~100nm)、及金屬奈微米週期結構(p=0.2~8?m)反射層的設計與製作。然後利用光激發螢光(photoluminescence，PL)及角度解析光激發螢光(Angle-Resolved photoluminescence，ARPL) 量測系統來量測其具有金屬薄膜與金屬奈微米週期結構下的發光光譜和光場分佈。分析其量測結果，當ITO(80nm)介於發光層與金屬薄膜(t=50nm)、或金屬奈微米週期結構之間時，在ITO(80nm)/Ag film(t=50nm)的樣品在發光元件總發光強度具有44.8%的發光強度提升，以及在ITO(t=80nm)/Ag grating(t=50nm, p=5μm)的樣品在發光元件總發光強度具有最佳的光強度且提升52.5%。而且此發光元件的光型隨著金屬厚度的增加有明顯集中於法線方向，具有指向性的趨勢。

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氧化鋅鎵之透明導電薄膜材料特性與其應用在氮化鎵發光二極體上之研究

本論文採用電子槍蒸鍍系統，蒸鍍透明導電薄膜GZO，探討薄膜光電特性與材料特性，以及在P型氮化鎵上歐姆接觸，最後應用在氮化鎵LED上與傳統薄膜ITO相互比較，探討其光電特性。 當Ga在薄膜GZO的含量約為6 At%時，薄膜電阻率可達最低值為2.44 ×10-4 ohm-cm。薄膜GZO與傳統薄膜ITO相比，薄膜電阻率同在1×10-4 ohm -cm 等級，在可見光波段皆具有90%的穿透率。 蒸鍍兩組不同電阻率的薄膜GZO在P型氮化鎵上與氮化鎵LED晶片上，與傳統之透明導電薄膜ITO相互比較，樣品P-1 = 6.31×10-4 ohm-cm和P-2 = 3.56×10-4 ohm -cm 分別為薄膜GZO在P型氮化鎵上的薄膜電阻率與樣品P-ITO = 1.73× 10-4 ohm -cm為薄膜ITO在P型氮化鎵上的薄膜電阻率，其特徵接觸電阻值為P-1 = 7.49×10-1 ohm-cm2、P-2 = 1.48×10-1 ohm-cm2和P-ITO = 2.61 ×10-2 ohm-cm2。在20mA電流注入下的操作電壓值，GZO LED -1= 3.89 V和GZO LED-2 = 3.47 V比ITO LED = 3.35 V分別高出約 0.54V和0.12V。在20mA電流注入下之光輸出功率值，GZO LED-1=2.02 mW和GZO LED-2= 1.98 mW比ITO LED = 1.7 mW分別約高出19%和16%，在20mA 電流注入下之外部量子效率值，GZO LED-1=3.63%和GZO LED-2 = 3.55%比ITO LED 3.06%分別約高出18.6%和16%。 另外，薄膜GZO在不同溫度熱處理後，薄膜的電阻率皆變大，且薄膜GZO在P型氮化鎵上的特徵接觸電阻值皆變大。在20mA 電流注入下，經不同溫度熱處理後之GZO LED其操作電壓皆變高，且在光輸出功率和外部量子效率值都變小。

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新光學三角量測系統與應用

新光學三角量測系統發展的目的在於舊光學三角系統其量測精度的提升、體積縮小且可調整其高度使其成為價格低廉易攜帶之簡易高精度非接觸式光學量測系統。對於上下跳動2.0mm以下之物體表面資訊，其最小解析度可達次像素單位(0.1pixel)即3.79μm，相較於舊系統有著大幅度的提升(46％)。 而系統應用於物體厚度之量測上，量測結果與真實物體厚度幾乎一致，說明未來更多量測應用的可能性；另一方面，本系統提供了另一種科學量測中醫脈象的方法，可以觀測脈搏上皮膚細微的跳動情形，並準確地量測其振幅變化與頻率，頻率量測的誤差小於2.5％。