中山大学创新「超高周期手性光子晶体」 推升脉冲光应用发展

国立中山大学光电工程学系特聘教授林宗贤组成跨国研究团队，突破现有胆固醇型液晶排列限制，研发出全新的「双频率场组装」技术，达成超高周期光子晶体，有效推升脉冲光应用发展。（翻摄照片／洪靖宜高雄传真）

国立中山大学光电工程学系特聘教授林宗贤组成跨国研究团队，突破现有胆固醇型液晶排列限制，研发出全新的「双频率场组装」技术，达成超高周期光子晶体，有效推升脉冲光应用发展。创新研究获刊于国际知名期刊「应用物理评论」，并被选为特色文章专题介绍。

提到脉冲光，一般人通常联想到去斑除皱等皮肤雷射美容，事实上，脉冲光的应用还包含各种光学、化学、生物学及材料学等科学研究，治疗干眼症的医疗雷射手术刀、瞬间慢动作摄影、雷射投影，以及制造工业复合材料与材料切刻。国立中山大学光电工程学系特聘教授林宗贤组成跨国研究团队，利用胆固醇液晶的特性，透过选择合适的材料和手性（chiral）结构，实现在光子能隙边缘进行脉冲调节，改变雷射光学特性。此种紧凑型元件不仅具有强线性色散和高光学非线性，还能简化脉冲光调节过程中繁琐的光学元件对准步骤和频宽限制等问题，使应用范畴更加宽广，未来可连结业界做技术转移。

「目前现有的手性光子晶体（Chiral photonic crystals）存在光学损耗大、可调性有限、工作带宽窄以及光学厚度不足等问题，再加上需要很多棱镜、反射镜及曲面镜等昂贵的搭配元件来做调变，使得成本一直居高不下。」林宗贤指出，此项新创研究技术克服了前述困难，制作出厚度高、周期数更多的螺旋排列自组装胆固醇型液晶（CLC）；且相较于现有技术，成本大幅降低，对需要精确调变的学术领域研究助益良多。此项开发技术未来有机会可用于控制俗称脉冲光的超快脉冲雷射，进而应用于医疗、美容及各种其他领域。

林宗贤进一步解释，此研究发展出「双频率场组装」的全新技术，意味着一样达到相同的效果，但所需的雷射强度可以减少6倍以上，降低光学耗损。依据不同目的需求，可以透过改变胆固醇型液晶混合物，来操作雷射的偏振调控和脉冲宽度，可调性大幅提升。制作出的胆固醇型液晶工作带宽够大，相容于不同领域、不同规格及不同线宽的应用上，用途非常广泛。独步全球的胆固醇型液晶光学厚度，解决了脉冲光应用所需，且免除其他昂贵的搭配元件调变，节省经济与时间成本。