光電工程研究所

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本所於民國91年成立碩士班，94年成立博士班。本所成立之宗旨及教育目標在於培育符合社會所需的光電科技專業人才，本所發展目標在於實現學界對於國內產業的關懷與參與之願景，並朝向「產業知識化、知識產業化」的發展趨勢與需求邁進。近年來，本校已轉型為綜合研究型大學，依據校務整體發展計畫與本所發展策略規劃之需求，將能提供本所未來發展之參考與願景。

本所研究方向 ：
一、光電材料與元件模組
二、奈米生醫及醫學影像

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    一維及二維光子晶體光學性質之計算
    (2009) 劉正禮
    本篇論文主要是採用數值模擬的方法，研究一維及二維光子晶體的光學特性及應用。對於一維結構的光子晶體，我們透過轉移矩陣法來計算由超導層、介電層相互交替排列的週期組成，並求得其透射及反射的光學頻譜。利用模擬的結果，我們分析不同的相對週期厚度及入射角度對能帶分佈的影響，進一步歸納出各個變量在整體的結構中，所可能扮演的角色及造成的效應。在處理二維組成的光子晶體時，我們利用平面波展開法探求其能帶結構；並應用時域有限差分法，以光學模擬上常被使用的FDTD套裝軟體，進一步透析其電場、磁場、及能量在光子晶體中的傳播方式，以及各個分量在行進中隨時間和空間的變化。最後，我們將探討光通訊系統中，由光子晶體組成的小尺寸光學元件，例如:二維光子晶體波導、耦合共振光學波導、以及指向耦合器，其特有的電磁特性與相關的光學應用。
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    單負材料光子晶體光學性質之研究
    (2014) 林冠甫; Lin Guan Fu
    本篇論文中，我們研究了單負材料一維光子晶體的光學性質。首先，我們使用轉移矩陣法(TMM)研究一維單負材料磁性光子晶體的光子帶隙，此結構為(AB)N，其中介質A是MNG，介質B是ENG透過兩種models (Drude model和Lorentz model)加以研究能帶結構和透射率對於TE、TM Mode的結構，我們研究光子能隙消失條件。接下來，我們將結構改變為(BA)N(AB)N，研究在Lorentz model下單負材料異質結構多層體系的穿隧模式，我們發現M型穿隧模式。最後，我們使用結構為〖(ACB)〗^N的一維三元光子晶體，研究在Drude model下的光學特性，其中介質C為單負材料，我們發現三元光子晶體可得較寬光子能隙。
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    以半導體銻化銦研究光學負折射現象
    (2014) 曾義閔; Yi-Min Zeng
    負折射現象最早於1958年由蘇聯物理學家Veselago提出。Veselago提出了左手材料的概念，顛覆了物理學的傳統知識。左手材料從此成為近十餘年來物理學界熱門的研究話題。最近(2013年)，Fedorov 和 Nakajima研究得出使用非左手材料如金屬材質也可得到負折射現象，這篇研究對於不均勻波的敘述以及材料結構有更深一層的探討。本篇論文將金屬取代為半導體，使用InSb作為半導體材料。我們參考Sánchez 和 Halevi 於2003年發表的研究報告，當中對於InSb材料參數講述詳細。 基於先前的研究成果，我們根據真實實驗數據進行理論數據模擬，成功找出發生負折射現象的最佳條件。並且，對於參數間的相互影響也進行了詳盡的分析。半導體性質受三種參數影響：溫度、參雜濃度、入射波頻率。在此，利用Snell's law進行相關推導，找出折射角與材料參數之間的關係，此關係式讓我們判斷負折射現象的發生。接著，我們將半導體材料以及介電材料進行週期性排列，形成一維光子晶體。光子晶體有獨特的特性，除了半導體參數影響外，厚度比例也是影響的因素。我們設定光波沿x-z正向傳播，使用群速度作為判斷負折射現象發生條件。當x方向的群速度沿相反方向行進，可判斷負折射現象發生。 本論文架構如下：第一章講述InSb基本參數、不均勻波理論以及光子晶體概論等基本介紹；第二章講述本論文重點理論-負折射現象的基本概念；第三章推論出在不均勻介質中，負折射理論的關係式；第四章，進入本篇論文主要研究，分別闡述理論以及展現數值分析結果，詳盡的描述材料參數的相互關係；最後，在第五章，我們從半導體光子晶體基本理論出發，完整推導在光子晶體中，群速度的表達式，並且改變模擬的操作變因，多面向地分析負折射發生條件以及負折射發生之明顯程度。