中山大學創新超高週期手性光子晶體 助脈衝光應用發展

中山大學光電工程學系特聘教授林宗賢組成跨國研究團隊，研發出全新的「雙頻率場組裝」技術，有效推升脈衝光應用發展。圖／中山大學提供

中山大學光電工程學系特聘教授林宗賢組成跨國研究團隊，突破現有膽固醇型液晶排列限制，研發出全新的「雙頻率場組裝」技術，達成超高週期光子晶體，有效推升脈衝光應用發展。這項創新研究獲刊於國際知名期刊「應用物理評論Applied Physics Reviews」。

中山大學指出，提到脈衝光，一般人通常聯想到去斑除皺等皮膚雷射美容，事實上，脈衝光的應用還包含各種光學、化學、生物學及材料學等科學研究，治療乾眼症的醫療雷射手術刀、瞬間慢動作攝影、雷射投影，以及製造工業複合材料與材料切刻。

這項研究由跨國研究團隊合作完成，成員包含美國耶魯大學博士後研究員陳君維、中山大學光電系博士生馮渟懋、吳致維、特聘教授林宗賢及美國賓州州立大學教授Iam Choon Khoo。研究團隊利用膽固醇液晶的特性，透過選擇合適的材料和手性結構，實現在光子能隙邊緣進行脈衝調節，改變雷射光學特性。這種緊湊型元件不僅具有強線性色散和高光學非線性，還能簡化脈衝光調節過程中繁瑣的光學元件對準步驟和頻寬限制等問題，未來可連結業界做技術轉移。

林宗賢表示，目前現有的手性光子晶體存在光學損耗大、可調性有限、工作帶寬窄以及光學厚度不足等問題，再加上需要很多棱鏡、反射鏡及曲面鏡等昂貴的搭配元件來做調變，使得成本一直居高不下。新創研究技術克服這些困難，製作出厚度高、週期數更多的螺旋排列自組裝膽固醇型液晶，成本大幅降低，可應用於醫療、美容及各種其他領域。

林宗賢說，此研究發展出「雙頻率場組裝」的全新技術，意味着一樣達到相同的效果，但所需的雷射強度可以減少6倍以上，降低光學耗損。依據不同目的需求，可以透過改變膽固醇型液晶混合物，來操作雷射的偏振調控和脈衝寬度，可調性大幅提升。期刊連結https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0139168。

中山大學光電工程學系特聘教授林宗賢創新超高週期手性光子晶體，推升脈衝光應用發展。圖／中山大學提供