記者／陳士勳 國立清華大學研究團隊日前成功研發「埃秒極紫外脈衝光」，再快速的電子都能捕捉，還可進一步應用於電晶 …

記者／陳士勳

國立清華大學研究團隊日前成功研發「埃秒極紫外脈衝光」，再快速的電子都能捕捉，還可進一步應用於電晶體及記憶體的設計改良，大幅提升電腦及通訊速度，該研究成果已登上著名國際頂尖期刊《科學進展》（Science Advances），也已申請美國、歐洲及台灣專利。

清大表示，由於電子非常小，且移動速度非常快，要看清電子在奈米世界的動態，可說是十分困難，但「埃秒極紫外脈衝光」可捕捉小至5奈米的物質，在埃秒（10的負18次方秒）速率快速移動的清晰影像，且能精確拍下電子的運動，彷彿就像一台「奈米照相機」。

清大指出，奈米世界的照相機，得同時兼具針對極微小物質的「空間解析能力」，及對運動速度極快的「時間解析能力」，而清大電機系副教授陳明彰，及核工所副教授林明緯所組成的研究團隊，成功研發出高效率脈衝壓縮技術，更為全世界首個將摻鐿雷射壓縮到3000埃秒的團隊，將此光源聚焦到惰性氣體，進而產生僅有290埃秒的極紫外脈衝光。

陳明彰觀察，在提升「空間解析度｣方面，光的波長愈短，愈能看到微小的物質。一般可見光的波長介於400至760奈米，其中波長最短的紫光約400奈米，「而肉眼不可見的極紫外光波長約10奈米，空間解析度最佳。」

陳明彰說明，在提升「時間解析度｣方面，則必須採用更短的脈衝雷射，讓奈米照相機快門開關速度更快，因此清大獨創「展頻壓縮」技術，先激發更多新頻率光波，再將不同頻率光波的波峰，對齊在同一時間點疊加，經過多次展頻與壓縮，逐步縮短脈衝的時寬，並產生更高的雷射波峰，經由這項技術，脈衝光的寬度可從160,000埃秒，壓縮至290埃秒，總壓縮率達550倍，「一般相機最快的快門為千分之一秒，而埃秒等級照相機的快門，一次所需的時間僅是它的十兆分之一，即使電子移動再快，也能抓住。」

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記者鄧君／新竹報導 在奈米的世界裡捕捉剎那，清華大學做到了！ 清華大學研究團隊成功產生「埃秒極紫外脈衝光」，如 …

記者鄧君／新竹報導

在奈米的世界裡捕捉剎那，清華大學做到了！

清華大學研究團隊成功產生「埃秒極紫外脈衝光」，如同一台「奈米照相機」，可捕捉小至5奈米的物質在埃秒(10的負18次方秒) 速率快速移動的清晰影像，精確地拍下電子的運動，未來應用於電晶體及記憶體的設計改良，可望大幅提升電腦及通訊速度。

清華電機系副教授陳明彰及核工所副教授林明緯組成的研究團隊研發出高效率脈衝壓縮技術，成為全世界第一個把摻鐿雷射壓縮到3000埃秒的團隊；將此光源聚焦到惰性氣體，進一步產生僅有290埃秒的極紫外脈衝光，創下新紀錄。這項創新成果已申請美國、歐洲及台灣專利，並登上國際頂尖期刊《科學進展》(Science Advances)。

因為電子非常小，且移動的速度非常快，要看清電子在奈米世界的動態十分困難。陳明彰解釋，就像要拍攝正在振動翅膀的蜂鳥，如果快門不夠快，就會產生殘影，使得翅膀部位糊成一片。因此，奈米世界的照相機必須同時具有能夠針對極微小物質的空間解析能力，以及針對運動速度極快的時間解析能力。

陳明彰指出，在提升「空間解析度｣方面，光的波長愈短，愈能看到微小的物質。一般可見光的波長介於400至760奈米，其中波長最短的紫光約400奈米，而肉眼不可見的極紫外光波長約為10奈米，空間解析度最佳。在提升「時間解析度｣方面，則必須採用更短的脈衝雷射，讓奈米照相機的快門開關速度更快。

但如何才能讓每一發脈衝雷射的時間更短呢？清華團隊突破瓶頸，研發出獨創的「展頻壓縮」技術，先激發更多新頻率光波，再將不同頻率光波的波峰對齊在同一時間點疊加，經過多次的展頻與壓縮後，即可逐步縮短脈衝的時寬並產生更高的雷射波峰。經由這項技術，脈衝光的寬度可從160,000埃秒壓縮至290埃秒，總壓縮率達550倍。

陳明彰說，一般相機最快的快門為千分之一秒，而埃秒等級照相機快門喀嚓一次所需的時間僅是它的十兆分之一，即使電子移動得再快也能抓得住它。未來將它應用在於精密的半導體奈米級元件檢測技術及機台等，就有更好的光源來透入材料、解析微小結構。

研究團隊中的副教授林明緯則負責模擬，確定「展頻壓縮」架構的物理機制。團隊成員還包括清華大學博士生蔡明憲、研究助理梁安媛、博士後研究員蔡嘉倫，及博士生賴柏維。

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