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研究主題  Research


 1. 電雙極工程( Dipole engineering )

( Fresnel’s equations 是由古典光學理論中最準確的電磁波光學中的, Maxwell’s equations 加上邊界條件所推導出來的公式,不僅能正確的描述光線在不同介質間的反射與折射情形,還能對於反射光和透射光的能量分配、相角變化等重要的物理現象,一一作正確定量的分析。然而,以這樣的方式雖然能令我們得到正確解 ( 包含 Brewster angle 公式 ) ,但卻永遠無法令我們有一個清晰簡單的物理圖像,能清楚的知道光線在介質間之反射與折射背後真正的微觀物理原因。
我們以微觀的 induced dipoles ( 電偶極,磁偶極 ) 作為上述諸巨觀物理現象之背後驅動 source ,而以此非傳統的方式推出 Fresnel’s equations 的散射 (scattering) 式,並進而推得 Brewster angle 公式。在此,我們承繼 Doyle 的 dipole 作法,但代以 SI unit 及 SI equations ,並補足其不清楚未詳列出的重要步驟,尤其是有關磁偶極效應如何置入入射及折射電場以導得 Fresnel’s equations 之 scattering form 的要領。有了這樣的直觀與微觀的了解後便能開始研究在材料中加入永久電雙極後例如 Brewster angle 公式的變化,並據此產生衍生的創新應用。頗重要的,我們發現永久電偶極的加入會造成一些意想不到的結果,如: Brewster angle 竟會與入射光的強度相關…等。也由此見到將來陸續產生新材料的極大可能性,尤其是正當我們踏入奈米科技的此際。)
(1) 以 Clausius-Mossotti Equation 為指引,探討在寄主材料 (host material) 內引入多種電雙極,以改變材料的共振吸收光譜的各種變化。輔以量子力學 First principle 模擬軟體,以模擬驗證 Clausius-Mossotti Equation 的預測。
(2) 在寄主材料內引入永久電雙極,且此永久電雙極具有特定的電偶極矩方向,以此方法改變 Fresnel equation 。
(3) 研究由電雙極構成、密度不均勻的 Double layer 光學之 Fresnel equation 的影響。
(4) 探討在生物內部所存在的電雙極工程機制,如植物內部的 Double layer 影響光敏素的 DNA 合成訊息傳遞動態。

 

2. 在光波頻率反應的磁性材料探討                                                                                                               

(1) 以 CASTEP 、 DMol3 等量子力學 First principle 軟體進行模擬
(2) 以電雙極和磁偶極合成設備進行實驗

 

3. 光線所含的訊息場及其和生物基因的關係探討

(所有物種的差異,都是源自於細胞核內的去氧核糖核酸分子 (DNA, deoxyribonucleic acid) 所攜帶的遺傳資訊。 DNA 序列本身在外表上只是一連串冗長的 ATGC ,看起來沒有任何字面上的意義,然而這樣的序列在每個位置,可能出現四種不同的鹼基,每三個鹼基的組合就代表著一個特定的胺基酸,長串的胺基酸就是蛋白質。在原本看似毫無意義的 DNA 序列,實際是蘊涵著基因訊息的存在,能使生命現象自然地呈現於物種間的差異以及物種對環境的適應。如果光線中所攜帶的訊息正好是讀取 DNA 基因序列編碼的一種工具,亦即,使得有用的 DNA 片段因為某種光線所攜帶的訊息的導引而啟動,我們便能利用特定的光線合成與承載訊息的組合,激發啟動某種所欲的有用基因,而在基因療法與基因工程上產生重大的意義。換言之,只要能有效控制光訊息的樣態,就可能在微觀的層次對生物產生可觀的影響。)

 

4. 電漿物理

(1) 一大氣壓電漿臨界電壓控制
(2) 電漿解離不穩定 (Ionization instability) 現象研究

 

5. 克里安照像術

(1) 克里安照像設備的製作及成像機制的研究
(2) 克里安影像和生物能場的關係

 

6. 利用中微觀物理現象的新光電材料與元件

 

7. 反應速率達到光波頻率的新電子元件

(含鍍 ITO 、用於可見光範圍之表面電漿波)

 

8. 倍頻藍光晶體的研究

(1) Periodically-poled lithium niobate (PPLN) 電極性區域反轉動態的模擬以及其與 Coercive field 的關係
(2) 以雷射駐波極化法製作短週期反轉的倍頻藍光晶體

 

9. 心靈/光電同調控制對植物中微細電流動態的影響研究

(自古典科學的殿堂第一次照進量子物理學的曙光之後,這個世界就不可避免的發生了一連串的巨變,而前所未有的超大變動卻正要發生,並且註定要發生在心靈與物質之間。事實上,在量子理論裡,人們首次發現實相中並沒有獨立的事件,每件事都是不可分割、互相關連的,正如 EPR 矛盾( Einstein-Podolski-Rosen paradox )所要說明的。這個覺醒使人類對以前視為當然的物質實相產生了絕大的懷疑與重新檢視,尤其是關於心靈與生物、物質之間的交互作用。
以此觀點來看,我們與所有的有形的生命體,例如植物,也必然有深層的聯繫(也許稱之為量子勢、能量海、生死海、或隱秩序)。更何況,在日人江本 勝的 “ 生命的答案水知道 ” 一書中更以水結晶的不同結果挑起水分子特性可能被人類心念改變的懷疑。而植物中確實有水,水的分布或流動方式也會改變植物局部或整體的導電度( conductivity )以致進而改變其中流動的微細電流( subtle currents )。早期也有人以測謊器( polygraph )來量測植物上的電流變化( Backster effect )。因此,我們想要嘗試以心靈的力量,透過轉變波函數,有意的改變這樣的微細電流動態,並藉由雙盲的實驗設置,以現場及遠端兩方式,來探討心念與植物微細電流變化間是否有統計上具意義的關連。並與光電同調控制結果作比較。
然而,假若沒有具實力的施念者,則後續的一切統計分析作為皆不具意義。但即使知道如此,在過去我們僅能憑著一點對施念者的粗略 “ 了解 ” 而逕行相關的實驗。此次,我們決心嘗試以能夠定量的方式訓練及考核各施念者(博、碩士生),並試圖將此念力強度數據與植物實驗結果間的關連性找出來。)

 

10. 新穎光硬化( light-curing )材料與機制研發

(以 A posteriori 方式(即,照光)植入電雙極分子改變寄主材料之光電特性)

 

11. 利用電漿韋博不穩定( Weibel instability )以達成高效率光波放大之研究

( 儘管將電磁波放大對微波( microwaves )而言已算是一個相當成熟而具多樣化技術的領域,但對於如何放大已離開雷射共振腔的光波這一問題上,人們至今卻仍然沒有多少選擇。遠在以摻鉺光纖放大器( erbium-doped optic fiber amplifier, EDFA )放大光波的工藝成熟並大量生產之前,其他的光波放大機制也都曾被列入考慮、實現與測試。這些當中主要的有:受激拉曼散射( stimulated Raman scattering (SRS) )與受激布里萊因散射( stimulated Brillouin scattering (SBS) )。與摻鉺光纖相較,此兩者之一個最大的不同點是在其主要機制中光波能量的放大方式並不牽涉到原子(分子)能階,而只是較單純的牽涉到相關於電漿的古典物理過程。然而,時至今日,人們發現以 SBS 或 SRS 兩種效應來放大光波的效率遠遠不如利用摻鉺光纖所得到的功率增益高,以致它們需要一段很長的光纖與功率高得不切實際的光激發源。
然而,即使是摻鉺光纖放大器( EDFA )也有諸多限制與缺點。綜而言之, EDFA 的光波放大方式既受限於能階間的量子躍遷物理,因此即或能勉強提供較適合的 980 nm 及 1490 nm 區段,總體而論, EDFA 並未能提供一個真正寬頻、平頭的工作頻譜。另外, EDFA 顯然只能用於被光纖導引的光波的放大,不能用於傳遞於開放空間中的任一波長與振幅的光波。然而,人們的確一直希望能有一個基本上不受限於原子能階、而又能在光纖中或開放空間中有效的增強任一波長與振幅之光波能量的方法。本計畫即是我們為人類提供這樣的新可能性的嘗試。
在人造電漿源中、在核融合實驗機器中我們經常目睹電漿韋博不穩定( plasma Weibel instability )的產生。然而,在這類情形中, Weibel instability 的作用在於製造一條損失系統能量的途徑,因此是不受歡迎的。而在自然界中 Weibel instability 也經常是 Gamma Ray Bursts 的成因。我們在此則嘗試將 Weibel instability 導向另一個新的方向,即對任一波長與振幅之光波作放大,比較像前述 SRS 與 SBS 的作法。我們提出的作法是在控制的 “ 類電漿(即:垂直於光波之相對電子流) ” 中利用電漿韋博不穩定中電磁波振幅隨時間呈指數增長的方式來放大光波。我們將研究其可行的諸參數範圍、頻率響應、色散效應、不穩定飽和物理、電子流之分布及入射光波強度效應,並進一步探討將來商業化之應用型態、以及成為利用貝他射線之 “ 半主動 ” 元件之可行性等。 )