現代科技簡介 Introductory Modern Technology
高溫超導體(High Temperature Superconductivity)
奈米之由(Larger to Smaller: A Material’s Perspective)
奈米(Nanometer)
奈米(Nanometer)
國立台南第一高級中學一年級林晉名/國立台南第一高級中學物理科王俊乃老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯
奈米(標誌:mμm) 是一種公制長度,等於十億分之一米, 即百萬分之一分之一毫米。
它是用來測量極小尺寸的常用單位(等於十埃),是國際上公認的非Si單位。它是經常和奈米科技聯繫在同一個領域。以前,奈米被稱作毫微米(標誌 mµm)。
它是在半導體產業最常用來描述生產技術的線寬大小 ,同時也是最常用來描述光波長的單位,可見光波長的範圍大約在400-700奈米之間,資料在光碟上被存為大小大約100 奈米深、500奈米寬的凹槽。
奈米科技是個範圍相當廣的領域,如應用物理學、材料學、膠體與界面科學、元件物理、超分子化學;自我複製機器和機器人學、化學工程、機械工程、生物工程學和電機工程。將上述的科學領域合稱為奈米科技會引起爭議,因為在相關研究上奈米級並沒有明顯的界線劃分;儀器使用是唯一跟所有領域有關的,例如配藥和半導體產業並不相干,奈米科技產品主要都銷售到某個工業範疇。
半導體雷射(Semiconductor Laser)
半導體雷射(Semiconductor Laser)
國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯
由於半導體雷射為現今科技實際應用的重要光電元件,像是在光纖通信、雷射列印、高密度光儲存、條碼掃瞄等皆需要應用到半導體雷射,還有其他包含顯示、娛樂、軍事、照明、生醫等方面也是需要用到半導體雷射,因此半導體雷射的發展成為現今最重要的光電元件之一。目前半導體雷射發光波長包含了藍紫外光、可見光、近紅外光和遠紅外光的範圍。此外,頻譜兩端的範圍也是半導體雷射發光波長的研究方向,往更短的紫外光波長以及進入兆赫波的範圍。
雷射基本上由四大部分組成。(1)增益介質:具有將在此介質中傳播的電磁波強度放大功能;(2)光學共振腔:提供電磁波回饋的機制以儲存能量;(3)增益介質的泵浦系統:提供能量給增益介質,使增益介質具有放大波強度的能力;(4)輸出耦合:將光學共振腔中的雷射光輸出到共振腔外,形成可以用來利用的雷射光。
二極體 (Diode)
二極體 (Diode)
高雄市立高雄高級中學物理科盧政良老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯
電子元件當中,二極體是一種具有兩個(也只有兩個)電極的裝置(除了熱游離二極體thermionic diodes可能還會多一到兩條加熱用的輔助端)。二極體有兩個主要的電極可以使想要的訊號通過,大部分的使用上是應用其整流的功能。而變容二極體varicap diode則用來當作電子式的可調電容器。
大部分二極體所具備的電流方向性我們通常稱之為「整流rectifying」 功能。二極體最普遍的功能就是只允許電流由單一方向通過(稱為順向偏壓),反向時阻斷 (稱為逆向偏壓)。因此,二極體可以想成電子版的逆止閥。然而實際上二極體並不會表現出如此完美的開與關的方向性,而是較為複雜的非線性電子特徵-這是由 特定類型的二極體技術決定的。二極體使用上除了用做開關的方式之外還有很多其他的功能。
麥士納效應 (Meissner Effect)
第I類和第II類超導體(Type I and Type II Superconductors)
你家的液晶顯示器可以產生多少種顏色(Color)呢?
閥值增益(Threshold Gain)
閥值增益(Threshold gain)
國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯
考慮一般雷射介質,具有端鏡面之光學共振腔,就像是法布里-比洛光共振腔。共振腔內填入介質使得能夠產生雷射發射並建立一穩定狀態,也就是連續操作之穩定狀態,有效的假設在共振腔內可形成固定電磁 (EM) 振盪並達到穩定狀態,其中光共振腔可視為光共振器。
考慮在共振腔內某點具內部光能量Pi之電磁波並朝向一端之鏡面方向前進,此鏡面標示為1,另一端鏡面標示為2,當行進至標示為1之鏡面時電波會被反射並朝向鏡面2方向行進;同樣的,行進至標示為2之鏡面時,電磁波會被反射,假設其回至出發點之最後光功率為Pf。在穩定情況下,振盪的情況不會促進而能量也不會衰減,這表示Pf必須等於Pi,因此在整個來回的過程中不會有光功率損耗,這表示淨往返光學增益 gop 必須為1,則Gop=Pf/Pi=1。
