San Jose Convention Center, San Jose, California, USA 會議名稱
Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO)/Quantum Electronics and Laser Science Conference (QELS)/ Conference on Photonic Application, Systems and Technologies (PhAST)
發表論文題目 THz interferometric imaging using subwavelength plastic fiber based THz endoscopes
一、參加會議經過
2008 年 Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO)仍循慣例在五月於 San Jose Convention Center 舉辦，由 Optical Society of America (OSA)，IEEE Lasers and Electro Optics Society (LEOS)，及 American Physical Society (APS)共同主辦。聯合主辦的 CLEO2008 可說是全 世界最重要的光電會議之一，這是光電科學中對投稿文章篩選率最高的會議。以今年來說，總
另外，今年會議有三個 Plenary Session，首先由佛羅里達大學的 David Reitze 介紹利用雷
射干涉儀觀察重力波，來動態準確描繪出宇宙之時空曲面，其準確度可達到 10-18米，重力波
的發現和偵測，在太空物理學上打開了一個新的觀察宇宙的窗口。其次是由荷蘭的奈米光子 中心的領導人 Dr. Albert Polman 介紹最近光電領域的熱門研究：Plasmonics，他介紹了最近幾 年如何在金屬薄膜上產生、收集和控制表面電漿子(surface plasmons)，也展示了利用微奈米粒 子做成陣列和奈米共振腔，奈米共振腔能夠把光侷限在奈米尺度裡。最後是由牛津大學的物 理系教授 Ian Walmsley 介紹量子光學，他介紹了最新發現的光子量子態：fock state，這個奇 特的非古典物理可描述的光狀態在未來光子學領域提供了一新的展望。今年的 CLEO 筆者自 己有一篇口頭報告，題目是: THz interferometric imaging using subwavelength plastic fiber based THz endoscopes。其中大家對最近才剛發展出來的次波長兆赫波光纖相當感興趣，有相當多的 提問問題，並且在會後也對此熱烈討論，可見兆赫波光纖對目前兆赫波科技的發展的重要性。
二、與會心得
從前年開始每年 CLEO 會議已經逐漸再增加對兆赫波科技和應用的討論，今年的 CLEO 對於我所感興趣的兆赫波科技其安排的 section 比例相當重，幾乎每天都有一到兩間會議室從 早上會議開始到會議結束是專門在發表目前兆赫波的各種發展，其內容涵蓋兆赫波各種產生 方式、兆赫波偵測、兆赫波近場光學、兆赫波影像技術、兆赫波在天文和生醫領域之應用、
和各種兆赫波光電子元件之研發等，可見兆赫波科技在全世界所受重視之程度。今年 CLEO 大家所熱烈討論的話題一是和近場光學有關的 Plasmonics，另一是一種新興人造材料 metamaterial 的設計和應用。這兩個主題不只在可見光頻段受重視，在兆赫波頻段也有不少實 現，在兆赫波相關會議中特別將此二主題分別獨立出來討論。筆者就這兩個議題所聽到的最 新發展簡述如下。
Metamaterial 是一種人工週期結構材料，其特性受控於結構單元幾何形狀及其空間分佈，
有效介電常數和磁導率同時小於零，在 metamaterial 中傳播的電磁場分量 E,B 與波矢向量 k 滿 足“左手定則＂，電磁波的相速度與群速度方向相反，從而呈現出許多奇異的物理光學特性，
如反常 Doppler 效應、反常 Cherenkov 效應、完美透鏡效應、負折射效應等。目前對於 metamaterial 的研究主要集中於其奇異的透射行為方面，如 Pendry 等提出週期排列開口諧振環（Split ring resonators, SRR）在其諧振頻率附近表現出有效磁導率為負，週期排列金屬杆結構表現出類似于 高通濾波器行為，即低頻時有效介電常數小於零。Markos 等模擬了環厚度、環開口、環的幾何 尺寸等參數對週期排列 SRRS 的微波透射特性及諧振頻率的影響。Shelby 等通過實驗觀察到微 波頻段電磁波通過 metamaterial 與空氣介面時發生“負折射＂現象，讓科學上要實現如電影哈
焦成一點；目前科學家正在延伸此技術向更短的波長邁進。另外，Boston College 今年發表了利 用微影技術可以加工出完美的光吸收體的 metamaterial 結構，不像是一般傳統的吸收體受限於 物理尺寸和天然的物理參數，人造的 metamaterial 可用金屬加工成任意尺寸和任意調變其光學 參數如折射率或吸收係數等，讓未來各種光學應用如：光的收集和偵測、成像等更具彈性。兆 赫波頻段從去年底開始到目前為止，也有許多利用 RLC 電路設計觀念設計出兆赫波頻段的 metamaterial 用於高效率的調變兆赫電磁波，這些發表已經被刊在 PRL、Nature 和 Science 等著 名期刊上。
表面等離子體是沿著導體表面傳播的波，當改變金屬表面結構時，表面等離子體激元
（Surface Plasmon polaritons, SPPs）的性質、色散關係、激發模式、耦合效應等都將產生重大 的變化。 SPPs 是光波與可遷移的表面電荷（例如金屬中自由電子）之間相互作用產生的電 磁模- 這個電磁模有著大於同一頻率下光子在真空中或周邊介質中的波數，因此通常情況 下，這個電磁模不能被激發，從導體表面輻射出去，電磁場在垂直表面的兩個方向上，均以 指數式衰減。在一平坦金屬/介電介面，SPPs 沿著表面傳播，由於金屬中歐姆熱效應，它們將 逐漸耗盡能量，只能傳播到有限的距離，大約是微米或納米數量級，只有當結構尺寸可以與 SPPs 傳播距離相比擬時，SPPs 特性和效應才會顯露出來。由於受早期製作電子元件的工藝水 準的限制，加工不了微米、納米尺寸的元件和回路，所以 SPPs 顯露不出它的特性，不為人們 所關注- 隨著工藝技術的長足進步，現今製作特徵尺寸為微米和納米級的電子元件和回路，
已不成問題了，人們才重新點燃起研究 SPPs 的熱情。通過 SPPs 與光場之間相互作用，能夠 實現對光傳播的主動操控， 表面等離子體光子學（Plosmonics）已成為一門新興的學科，它 的原理、新穎效應以及機制的探究，都極大地吸引研究者們的興趣。金屬納米結構的表面等 離子體激發能夠產生非常特殊的光電性質，例如可以產生很強的局域電場，能夠使得拉曼散 射增強 1010 倍以上，從而可以探測單個分子的拉曼散射。表面等離子體光子學包含非常廣泛 的研究領域，例如電場增強、表面增強光譜、增強的光透射、表面等離子體納米波導、增強 的光學力、表面等離子體共振感測器、表面增強的能量轉移及選擇性光吸收等等。有研究員 通過利用表面等離子體增強光學力的方法人為地製造具有很強表面等離子體共振耦合的納米 金屬顆粒對來得到表面增強拉曼散射，該研究成果已發表在 Nano Lettters 上。SPPs 具有廣闊
晶片、耦合器、調製器和開關，應用於亞波長光學資料存儲、新型光源、突破衍射極限的超 分辨成像、SPPs 納米光刻蝕術、以及生物光學（作為感測器和探測器）等。
三、 建議
CLEO 會議向來由 OSA、APS、及 IEEE/LEOS 共同主辦，跨物理及工程類之光學與光電先 進研究在此可看到最新的成果，因該可以認為是國際上對重要之大型光電會議。對於此重要會 議，或許光電學門可以特案處理增加補助出國經費，並積極增加本國之影響力。雖然國內辦過 CLEO/Pacific Rim。但在歐洲與美國主流研究者眼中，他們根本就不會投稿參加 CLEO/Pacific Rim，原因是因為文章之接受度接近 100%，失去選擇性而使的大師級人物參加意願低落。因此 參加 CLEO 還是應該放在比 CLEO/Europe 與 CLEO/Pacific Rim 之上，以增加台灣在主流研究者 中之地位。
四、 攜回資料名稱及內容
攜回 CLEO 之論文紙本和光碟各一份。