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80倍的奇蹟–3D偏極光操控技術

2015/10/27
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國立交通大學與澳洲斯威本科技大學跨國合作研究,在「3D偏極光操控技術」有重大突破,可以滿足雲端科技儲存大量資料的需求,讓一片類似dvd光碟的裝置,儲存容量擴增80倍。這項技術,在科學上的重要性與潛力還不只如此。請聽以下的科學三分鐘,與您分享「80倍的奇蹟–3D偏極光操控技術」。

在1997年的經典老片,MIB星際戰警第一集當中,有一個搞笑橋段,預言說藉著外星人的技術,將來有個圓圓的小東西會取代CD。這個小東西到現在為止沒有出現,但有一個東西跟它很像,就是雙層藍光DVD,儲存的資料是CD的許多倍。現在,透過「3D偏極光操控技術」,居然可以再把容量擴增80倍,真是讓人嘆為觀止。

什麼是「偏極光」呢?簡單來說,光具有波動的性質,像太陽光、普通燈光這些光源,光波的振動方向是散亂的。如果我們用偏光片過濾之類的方法,可以得到單一振動方向的光,就叫做偏極光。我們的生活當中常常用到相關的技術,比方說3D眼鏡、太陽眼鏡、液晶螢幕的顯示原理等,都跟偏極光有關。那麼,「3D偏極光操控技術」又是什麼呢?

目前有許多裝置,都能用來調整光的偏極方向,但是要使用單一光源,讓它的偏極化可以朝向三度空間的任何一個方向,過去沒有人做得到。交大光電系副教授田仲豪,與澳洲斯威本科技大學教授顧敏所率領的研究團隊辦到了,這就是「3D偏極光操控技術」。透過這個技術,可以對物體進行奈米尺度下的三度空間量測。研究團隊更在實驗中,證明這項技術可以使用在類似DVD的光學儲存裝置。

過去的光碟片,一個位置只能儲存一筆資料。但如果一個位置可以記錄很多筆的資料呢?田仲豪教授就以市面上的「裸視3D顯示器」作比喻,來說明新技術擴大儲存容量的原理:

田教授:「就像…我們講那個3D好了,我們現在看一些3D的影像,事實上你會發現同樣在一個平面,可是你從不同的角度去看,你會看到不同的影像。我們就有這樣的味道在,不同的角度、不同的波長,乃至於不同的極化(極化是電場的方向),我們就可以在同樣的位置上記錄更多的資訊。」

運用操控偏極光的新技術,可以讓空間中同一個位置記錄很多筆資料,就像過去只住平房的人,突然可以住進高樓大廈,同樣單位面積就住得下更多的人口,甚至儲存到現有裝置的80倍。如果存滿mp3歌曲的話,可以連聽一百年,都聽不到同樣的歌。而儲存裝置,只是這項技術的應用之一,未來它還可能用來操控微小奈米尺度的分子,改善半導體晶圓的製程,或在醫學上作生物分子的立體掃描、產生影像等,在各方面還有非常大的發展潛力。

今天的科學關鍵字,就是

偏極光 Polarized Light

您可以透過這個關鍵字,進一步查詢或做延伸閱讀。

【本單元由行政院國家科學委員會補助製播】
2012-11-11 16:55:00播出



 
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