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光能驅動無線感測器網路於便利商店舒適環境應用

本文介紹一套光能驅動之無線感測器網路，用於建立便利商店內顧客舒適環境，並在舒適條件下進行有效的節能控制。在M2M(men to machine, machine to men)舒適度節能控制系統下，以光能驅動無線感測網路收集空間中所需物理量，並且利用RFID無線傳輸技術準確收集各節點之溫濕度及風速，以舒適度指標(PMV)為控制回饋，找出空調最佳控制設定。控制前賣場內部舒適度分布在0-0.5之間，控制後賣場內部舒適度維持在0.4之間，而空調耗電量控制前耗電量每小時約為1.8-2.0 kWh，控制後每小時約為1.2-1.8 kWh，節省15%以上之耗電量，創造便利商店實現智慧監控、節能管理等兩大功能。

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風能量測設備使用經驗與評估

近來風力發電的發展受到越來越多的關注，準確風能的觀測可以找出較佳的風力發電場址，因此風能觀測是一個非常重要的技術。近年來工業技術研究院在台灣地區架設了五座陸域風速塔與一座海域風速塔，並且擁有一套移動式的風速量測設備。筆者將介紹歷年來所採用之系統，並就使用經驗與優缺點進行說明。而藉由這些系統的使用經驗，說明對於設立於戶外環境之風能觀測塔，不建議採用PC base的資料紀錄系統，應改採單晶片的資料紀錄系統。同時可移動式之聲達可以同時量測不同高度之風速，然而其容易受到周邊環境干擾與發出尖銳刺耳之噪音，因此必須慎選量測時間與位置，方能得到正確合理之量測資料。

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台灣附近海域之海流發電

台灣四面環海，所蘊藏之海流能量是一項不容忽視的可靠、自產、潔淨新能源。筆者在文中說明台灣附近海域之海流流速機率分布與發電潛能空間分布，並介紹目前國際上海流發電機的發展近況。根據觀測與模擬的海流資料，適用於台灣近海之海流發電機屬低額定流速的範疇，因此我國在發展海流發電上可採用包覆型的海流渦輪機組設計來提高發電效率，使其更具開發利用之經濟價值。

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超重力技術發展與應用

新發展之超重力技術係利用旋轉填充床讓氣液在高的重力場中接觸，以提升氣液質傳效率。此技術具有高質傳效率、小設備尺寸、高處理量、低能源耗用及低投資與操作成本等優點，因此，此技術已經被廣泛應用在蒸餾、氣提、吸收、臭氧氧化及奈米粉體合成等程序。本文主要介紹此技術之原理，並分享長庚大學超重力實驗室之研究成果，包含VOCs吸收、CO2吸收及奈米粉體合成與應用等。

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利用準分子雷射結合奈米中空粒子開發高密度光學資料儲存系統

在本文中，筆者開發了一種新型的光學資料儲存方法：利用準分子雷射誘發奈米中空金屬粒子陣列的光熱效應。由於氟化氪雷射的波段位於深紫外光區，可以大幅提升光學儲存的記錄密度。筆者所製備的奈米中空粒子具有兩個明顯的吸收帶，分別位於紅外光區的表面電漿共振吸收峰及深紫外光區的金屬本質吸收區。利用單一脈衝的雷射光，可以加熱奈米中空粒子，並使其結構從中空粒子轉變成實心粒子，此結構的轉變則伴隨著表面電漿共振吸收峰的藍移。利用這個技術，筆者結合相位光罩呈現了次微米維度的記錄能力及利用穿透式藍光雷射顯微鏡作為讀取工具。

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免標定生物感測器

免標定生物感測技術相較於傳統感測技術，如螢光或是放射性分析法檢測，除了快速、簡易、可即時偵測之外，還可以降低標定物會破壞鍵結交互作用的風險，對於生物動力學、親和力以及濃度鑑定皆是很好的分析工具。本文中，介紹數種目前市場佔有率較高的免標定生物感測器的技術原理及其相關商業儀器，分別為石英晶體微天平、表面電漿共振、導模共振、光學干涉以及本實驗室開發的光纖定域電漿共振。

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以釐米級金屬結構探討兆赫茲時域頻譜訊號之波形重整

本實驗於兆赫茲時域頻譜量測系統上，以釐米級之金屬元件重整兆赫茲電磁輻射波形。本研究利用不同直徑的金屬圓孔與圓擋板、金屬刀片以及細銅線，分別將各金屬元件置放於大孔徑光導天線後方進行實驗量測，觀察兆赫茲電磁輻射波形變化之現象。從不同直徑的金屬圓孔實驗結果得知，當圓孔直徑為2 mm時強度比值約為1，但圓孔直徑大於2 mm時低頻與高頻的強度比值會大於1，而直徑越大的圓擋板則會增加低頻與高頻的強度比值。金屬刀片實驗結果顯示當發射器的遮蔽面積越大時高頻訊號會有明顯的衰弱，因此由以上實驗結果得知超快雷射照射於大孔徑光導天線時，其中央處分布為較高頻的兆赫茲輻射波。依據以上的實驗結果，我們嘗試以實驗方式作出一個能波形重整且有兆赫茲輻射波高穿透率之細銅線元件結構，並針對細銅線元件的排列方向，作0°與90°之量測，90°的實驗結果與原參考波形相似，但在0°時元件結構對於0.8 THz以下的兆赫茲輻射波有衰弱之現象，頻率越低衰減越大，而高於0.8 THz時就有著近似於1的穿透率，其類似於高通濾波器之特性。此金屬結構元件具有高頻兆赫茲輻射波的高穿透率，並相對於原參考波形有較寬的半高寬，因此將此元件應用於兆赫茲時域頻譜技術上，可增加量測系統的應用性與獲得更多的資訊。

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電漿輔助式分子束磊晶應用於氮化鎵的成長

本文將介紹電漿輔助式分子束磊晶的基本儀器構造與磊晶原理，以及筆者利用國立中山大學之電漿輔助式分子束磊晶系統，所成長之高品質氮化鋁鎵／氮化鎵(AlGaN/GaN)異質結構。以及世界上首見以電漿輔助式分子束磊晶，在鋁酸鋰(LiAlO2)基板上成長出的氮化鎵微米六角碟與微米六角錐之示範與分析。

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近乎完美且穩定的超疏水結構

我們報導一種類似空氣卻可以撐住水滴的「釘床」，此二階奈米結構是由兩種奈米結構所組成，其中奈米草提供了超疏水程度的接觸角，而奈米柱則降低了水滴在奈米草上的阻力。對奈米柱間隔5 μm的試片而言，超過99.98%的表面都是由空氣組成，卻能夠支撐234 Pa的壓力。由於極低的固體比例與高穩定性，此類空氣表面展現了近乎完美的超疏水特性－具有接近180度的接觸角與0度的滾動角。

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衛載遙測取像儀光學反射鏡片光機熱整合模擬分析

隨著機載及衛載遙測技術的發展，對地面解析度及影像品質要求愈來愈高，光學系統所需焦長及鏡片口徑亦逐漸增大，以反射式衛星遙測酬載光學系統為例，主次鏡片口徑大小是影響遙測酬載儀器體積和重量的主要因素，其直接決定衛星酬載發射成本及進入軌道後衛星姿態調控，因此必須確保在靜態強度、動態剛性及熱結構耦合等性能要求前提下，對遙測酬載儀器進行最大程度的輕量化。本研究主要根據衛星遙測酬載儀光學反射鏡片的設計要求，使用有限元素法分析光學反射鏡片之靜態、動態及熱結構耦合等性能，預估輕量化主次鏡片在承受不同負載情況下的最大變形與應力分布情形，以及求取輕量化鏡片結構自然頻率與模態振形。最後，針對鏡片結構數值分析結果之各節點變形數據，分別進行Zernike多項式擬合分析，以獲得鏡片表面形貌分布及像差大小。