清大研發「埃秒極紫外脈衝光」 再快電子都能捕捉

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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