2008 年 12 月出版
科儀新知 第 167 期
天文儀器專題
新一代的康卜吞望遠鏡 [ 下載 PDF ]
張祥光
不同波段的天文觀測所使用的儀器與技術也非常不同。本文討論觀測 MeV 能量的光子所使用之偵測儀器與成像的方法，並且特別介紹一個正在進行中的康卜吞成像光譜儀計畫。這項計畫是特別針對提升儀器靈敏度而設計的，其中所發展的技術有可能成為新一代康卜吞望遠鏡的主流，同時也在醫學成像上有所應用。
李遠哲微波背景輻射陣列 [ 下載 PDF ]
陳明堂
李遠哲微波背景輻射陣列 (Yuan-Tseh Lee Array for Microwave Background Anisotropy, AMiBA) 為一座陣列式電波望遠鏡，目前由七具 0.6 米直徑的微波天線接收機組成。陣列分布於一面約六米寬的複材平台上，由一具獨特的大型六軸基座負責觀測運作。每具天線是極靈敏的雙極相接收機，其接收頻段為 86 GHz 至 102 GHz，中頻訊號為 2 GHz 至 18 GHz，並採用類比式的相關器，瞬間處理 16 GHz 的寬頻訊號，以達到最大的訊號偵測靈敏度。此望遠鏡座落於美國夏威夷大島海拔 3400 公尺的 Mauna Loa 的緩坡上。此座儀器於 2006 年 10 月正式啟用，並以中央研究院前院長李遠哲命名，以彰顯他對推動台灣天文發展的卓越貢獻。2008 年中 AMiBA 已完成初期科學目標的觀測，目前正進行擴展至 13 座天線的工程，這次升級工程會將天線鏡面直徑由 0.6 米換為 1.2 米。
天文觀測的新挑戰－談泛星計畫 [ 下載 PDF ]
陳文屏
天文觀測儀器發展日新月異－望遠鏡口徑變大，偵測器靈敏度提升，焦平面覆蓋面積增加。本文介紹我國與美、德、英等國共同參與之「泛星計畫」(Pan-STARRS)，其利用超廣角望遠鏡與新技術開發具備 14 億個像元之大面積對角轉移 CCD 電子相機，每週對全天域進行掃描一次，有效研究位置或亮度有變化的宇宙天體，為可見光觀測天文開創新紀元。
大型紅外線天文學相機的發展 [ 下載 PDF ]
王祥宇
現代的天文研究與科技的發展有著密不可分的關係，尤其是固態電子偵測器技術的成熟，使得天文研究進入一個準確定量化的時代，大幅加速了天文學的發展。藉著天文對影像品質的要求，更多更先進的大面積偵測器陣列也陸續被開發出來。本文將介紹台灣參與的先進紅外線相機計畫，以此為例介紹天文相機的特性與要求，並且說明其與一般數位相機的差異。
高能天文望遠鏡中的編碼板成像技術 [ 下載 PDF ]
周翊
自從 1980 年代初起，編碼板成像技術已廣泛應用於硬 X 射線與 γ 射線成像望遠鏡上，相較於用在軟 X 射線，以 X 射線光學方法的成像望遠鏡而言，使用編碼板成像技術的望遠鏡有更大的頻寬、視場與有效面積。本文將介紹編碼板的基本原理與利用互相關的方法成像過程，在應用在天文望遠鏡部分，對於編碼板的選擇、資料處理，以及利用編碼板成像技術成像望遠鏡的優勢、困難與展望等議題也在本文中予以討論。
非均向薄膜之光學特性研究 [ 下載 PDF ]
任貽均, 游竟維, 林佳鋒
本文使用方位角掃描技術製鍍非均向性光學薄膜，藉由基板來回掃描降低自我遮蔽效應的非均向性，以改善在垂直沉積平面方向發生扇形擴張的現象。鋁奈米柱陣列薄膜可以利用斜向角度沉積技術製鍍；這裡以高折射率稜鏡耦合非均向金屬膜的方式，探討並分析反射率在共振發生時的光學成因。此外，設計多層薄膜結構 (稜鏡／均向薄膜／非均向薄膜／空氣)，並旋轉非均向層的沉積平面，以調制寬波域反射光的橢圓率。
利用奈米壓印機台研究結構化金屬膜的異常穿透現象 [ 下載 PDF ]
莊尚餘, 陳學禮, 郭珊珊
在本文中筆者提出一種奈米壓印的方式，稱之為奈米直印金屬技術，此技術能夠輕易的直接在金屬薄膜上定義各種圖形，包括連續波浪金屬膜或金屬矩陣洞列。利用奈米直印金屬技術製作出的週期性金屬薄膜結構，很適合用來研究表面電漿共振所引發的異常穿透現象。表面電漿共振使得入射光能夠從結構化金屬膜的一側穿過金屬耦合至另一側，因而大幅度在特定波段提高其穿透率。該技術因為能夠利用結構週期控制穿透光的工作波段，以及利用壓印壓力控制穿透光強度，是一個非常有潛力製作彩色濾光片並應用於各式光電元件的技術。
下一波生物感測器發展現況與趨勢 [ 下載 PDF ]
林明瑜, 蕭在莒, 林群倫, 蕭程允, 陳文逸, 楊裕雄
生物感測器融合生物醫學與工程科技於一爐，隨著工程科技發展日新月異，微製造技術已趨成熟，微小化生物感測器的技術發展遂趨向滿足快速、穩定、操作方便、高專一性及高靈敏度等理想要求，也因而廣泛地應用於醫學檢驗診斷、藥物篩檢、食品、農業、環境監測與軍事防禦等用途，不僅與日常生活息息相關，更受到產學界與一般大眾的高度重視。本文將介紹未來極具發展潛力的四項技術：滾動核酸放大技術、多晶矽奈米線場效電晶體、微米環形共振腔以及共振波導生物感測器，其分別在發展生物分子辨識放大與檢測元件上扮演重要角色。
高磁場表面磁光效應系統及其關鍵技術之探討 [ 下載 PDF ]
蘇炯武, 張硯筑, 黃銘祥, 蔡宗軒
本文將詳細介紹筆者實驗室如何自行開發表面磁光效應探測技術，並將其應用在超高真空系統環境，成功量測出高達正負 3200 Oe 磁場強度之磁滯迴圈曲線，以進行基礎磁性質之探討。此外，亦討論一般自行架設儀器系統可能面臨的問題，例如電流源自動控制、光感測器接收、樣品座與真空環境零件選用及光路校準等。本文同時也展示以此技術成功地量測出鐵／矽 (Fe/Si) 薄膜樣品及氧化鋅晶體 ZnO (002) 表面上沉積金屬鈷薄膜過程之磁滯曲線變化。
CuO-ZnO 材料於半導體型快速酒精感測之研究 [ 下載 PDF ]
吳仁彰, 余明儒, 林子軒, 洪士林
本研究使用 CuO-ZnO 為主的材料偵測酒精，適當的 CuO 與 ZnO 比例可得到較佳的感測信號。利用酒精吸附在材料表面造成電阻變化的原理，然後將感測器電阻轉換成電壓信號來紀錄。在室溫的工作溫度下，感測材料 CuO 與 ZnO 的重量比為 1:1 時，感測信號強度在酒精濃度為 1243 ppm 下為 S = 2.5，反應時間約為 30 秒，回復時間約為 25 秒。感測材料經程溫還原 (TPR) 實驗研究發現，CuO-ZnO 之複合物為感測的活性中心。濃度的量測範圍在 1200–24000 ppm 時，信號對濃度之關係也在本篇論文研究中，預期未來此材料極有潛力應用於酒精感測。
