演講主題:雷射原理與科技產業應用
發演講者: 展鈺科技 技術經理 劉祥銘 經理
講座主持人:李季燃 所長
記錄者:劉佳俊
記錄者指導教授:林明俊.孔光源教授
日期:101.3.7(15:10~17:00)
心得:什麼是雷射光??其實,雷射光和一般的光源,都是由於物質內的電子由高能態躍遷至低能態時所放出來的電磁波。但是,兩者產生躍遷的原理,卻是大異其趣。由於這一差異,再加上其他條件,造成了雷射具有很多一般光源所沒有的特點,例如:很高的同步性、極佳的方向性、頻率的單一性、高強度等等。這些特性,無論在科學、工業,甚或在軍事上,都極具價值。
取材至雷射原理簡介發行日期:1981、09期號:0141標題:雷射原理簡介作者:盛天予
取材至展鈺科技 技術經理 劉祥銘 經理
雷射(英語:Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,縮寫為LASER,或laser),是指窄幅頻率的光輻射線,通過受激輻射放大和必要的反饋共振,產生準直、單色、相干的光束的過程及儀器。基本上,產生雷射需要「共振結構」、「增益介質」及「激發來源」這三個要素。
一般雷射發產生器有三個基本要素:
「激發來源」(pumping source):把能量供給低能級的電子,激發使其成為高能級電子,能量供給的方式有電苛放電、光子、化學作用…。
「增益介質」(gain medium):被激發、釋放光子的電子所在的物質,其物理特性會影響所產生雷射的波長等特性。
「共振腔」(optical cavity/optical resonator):是兩面互相平行的鏡子,一面全反射,一面半反射。作用是把光線在反射鏡間來回反射,目的是使被激發的光經過增益介質多次以得到足夠的放大,當放大到可以穿透半反射鏡時,雷射便從半反射鏡發射出去。因此,此半反鏡也被稱為輸出耦合鏡(output coupler)。兩鏡面之間的距離也對輸出的雷射波長有著選擇作用,只有在在兩鏡間的距離能產生共振的波長才能產生雷射。
雷射可大致分類為四種:氣體雷射、液體雷射、固體雷射、半導體雷射
一般雷射發產生器有三個基本要素:
「激發來源」(pumping source):把能量供給低能級的電子,激發使其成為高能級電子,能量供給的方式有電苛放電、光子、化學作用…。
「增益介質」(gain medium):被激發、釋放光子的電子所在的物質,其物理特性會影響所產生雷射的波長等特性。
「共振腔」(optical cavity/optical resonator):是兩面互相平行的鏡子,一面全反射,一面半反射。作用是把光線在反射鏡間來回反射,目的是使被激發的光經過增益介質多次以得到足夠的放大,當放大到可以穿透半反射鏡時,雷射便從半反射鏡發射出去。因此,此半反鏡也被稱為輸出耦合鏡(output coupler)。兩鏡面之間的距離也對輸出的雷射波長有著選擇作用,只有在在兩鏡間的距離能產生共振的波長才能產生雷射。
雷射可大致分類為四種:氣體雷射、液體雷射、固體雷射、半導體雷射
取材至維基百科雷射
TFT LCD可分為多晶矽(Poly-Si TFT)與非晶矽(a-Si TFT),兩者的差異在於電晶體特性不同。多晶矽的分子結構在一顆晶粒(Grain)中的排列狀態是整齊而有方向性的,因此電子移動率比排列雜亂的非晶矽快了200-300倍;一般所稱的TFT-LCD是指非晶矽,目前技術成熟,為LCD的主流產品。而多晶矽品則主要包含高溫多晶矽(HTPS)與低溫多晶矽 (LTPS)二種產品。
什麼是HTPS??
HTPS是High Temperature Poly-Silicon(高溫多晶矽)的簡稱,它是有源矩陣驅動方式的透過型LCD。具有小型、高精細、高對比度、驅動器可內置等特點。其主要用途是投影機用燈泡。
HTPS的應用領域,通常都是用來做為放大型的顯示產品。例如液晶投影機、背投影電視等。一般來說,手機或是計算機的LCD屏幕,都是屬於直視型,也就是使用者可以直接觀看屏幕並讀取信息。HTPS雖然也是TFT的一種,但無法直接用於手機或計算機屏幕等用途。
什麼是HTPS??
HTPS是High Temperature Poly-Silicon(高溫多晶矽)的簡稱,它是有源矩陣驅動方式的透過型LCD。具有小型、高精細、高對比度、驅動器可內置等特點。其主要用途是投影機用燈泡。
HTPS的應用領域,通常都是用來做為放大型的顯示產品。例如液晶投影機、背投影電視等。一般來說,手機或是計算機的LCD屏幕,都是屬於直視型,也就是使用者可以直接觀看屏幕並讀取信息。HTPS雖然也是TFT的一種,但無法直接用於手機或計算機屏幕等用途。
什麼是LTPS??
低溫多晶矽(Low Temperature Poly-silicon;簡稱LTPS)是新一代薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)的製造流程,與傳統非晶矽顯示器最大差異在於LTPS 反應速度較快,且有高亮度、高解析度與低耗電量等優點。TFT-LCD分為多晶矽與非晶矽兩種技術,目前主流TFT-LCD以非晶矽(a-Si) 為主,相關技術較為成熟。LTPS技術就是應用在平面顯示器製造上的多晶矽成膜技術。LTPS在封裝過程中,利用准分子雷射作為熱源,雷射光經過投射系統後,產生能量均勻分佈的雷射光束,投射於非晶矽結構的玻璃基板上,當非晶矽結構玻璃基板吸收准分子雷射的能量後,會轉變成為多晶矽結構,整個處理過程都是在600℃以下完成,因此一般玻璃基板皆可適用。而LTPS由於電晶體載子移動率高出非晶矽技術一百倍以上,顯示器具備高亮度與高解析度特色,可呈現較佳的畫面品質。若使用在筆記型電腦上,LTPS面板的耗電量較少,可省下不少電力。
優點:
LTPS具有高分辨率、反應速度快、高亮度、高開口率等優點,所謂高開口率,即高遷移率代表使用幾何尺寸較小的電晶體即可提供足夠的充電能力,因此光穿透的有效面積變大。
Vehicle for OLED:高遷移率代表可提供OLED Device較大之驅動電流,因此較適合作為主動型OLED顯示器之基板。
LTPS矽結晶排列較a-Si有次序,使得電子移動率相對高一百倍以上,可以將外圍驅動電路同時製作在玻璃基板上,可節省空間及驅動IC的成本。由於驅動IC線路直接製作於面板上,可以減少零件對外接點,增加可靠度、維護更簡單、縮短組裝製程時間及降低EMI特性,可減少應用系統設計時程及擴大設計自由度。部份驅動電路可製作於玻璃基板上,因此印刷電路板(PCB)上的電路相對簡單,可節省PCB之面積。
LTPS仍面臨一些問題,像是TFT的關態電流(即漏電流)較大(Ioff=nuVdW/L),以及高遷移率p-Si材料低溫大面積製程較困難。
低溫多晶矽(Low Temperature Poly-silicon;簡稱LTPS)是新一代薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)的製造流程,與傳統非晶矽顯示器最大差異在於LTPS 反應速度較快,且有高亮度、高解析度與低耗電量等優點。TFT-LCD分為多晶矽與非晶矽兩種技術,目前主流TFT-LCD以非晶矽(a-Si) 為主,相關技術較為成熟。LTPS技術就是應用在平面顯示器製造上的多晶矽成膜技術。LTPS在封裝過程中,利用准分子雷射作為熱源,雷射光經過投射系統後,產生能量均勻分佈的雷射光束,投射於非晶矽結構的玻璃基板上,當非晶矽結構玻璃基板吸收准分子雷射的能量後,會轉變成為多晶矽結構,整個處理過程都是在600℃以下完成,因此一般玻璃基板皆可適用。而LTPS由於電晶體載子移動率高出非晶矽技術一百倍以上,顯示器具備高亮度與高解析度特色,可呈現較佳的畫面品質。若使用在筆記型電腦上,LTPS面板的耗電量較少,可省下不少電力。
優點:
LTPS具有高分辨率、反應速度快、高亮度、高開口率等優點,所謂高開口率,即高遷移率代表使用幾何尺寸較小的電晶體即可提供足夠的充電能力,因此光穿透的有效面積變大。
Vehicle for OLED:高遷移率代表可提供OLED Device較大之驅動電流,因此較適合作為主動型OLED顯示器之基板。
LTPS矽結晶排列較a-Si有次序,使得電子移動率相對高一百倍以上,可以將外圍驅動電路同時製作在玻璃基板上,可節省空間及驅動IC的成本。由於驅動IC線路直接製作於面板上,可以減少零件對外接點,增加可靠度、維護更簡單、縮短組裝製程時間及降低EMI特性,可減少應用系統設計時程及擴大設計自由度。部份驅動電路可製作於玻璃基板上,因此印刷電路板(PCB)上的電路相對簡單,可節省PCB之面積。
LTPS仍面臨一些問題,像是TFT的關態電流(即漏電流)較大(Ioff=nuVdW/L),以及高遷移率p-Si材料低溫大面積製程較困難。
取材至全文網址: http://www.moneydj.com/kmdj/wiki/wikiviewer.aspx?keyid=a48e03ea-edd0-4c42-b2fa-8757f08444ad#ixzz1osrABWz1
MoneyDJ 財經知識庫 和百度百科LTPS、HTPS
MoneyDJ 財經知識庫 和百度百科LTPS、HTPS
取材至展鈺科技 技術經理 劉祥銘 經理
雖然雷射使用在很多方面,雷射對我們還是有一定的傷害根據雷射對人體的危險度分類,在光樹內觀察對眼睛的MPE做基準,可分為一到四級。
第一級:低輸出雷射,不論何種條件下對眼睛,都不會超過MPE值,可以保證設計上的安全,不必特別管理。
第二級:低輸出的可視雷射,人閉和眼睛的反應時間為0.25秒,用這段時間算出的曝光量不可以超過MPE值。通常1mW以下的雷 射,會導致暈眩無法思考,用閉和眼睛來保護,不能說完全安全。
第三級:中輸出雷射,光束若直接射入眼睛,會產生傷害,基於某 些安全的理由,進一步分為3A和3B級。3A級為可見光的連續雷射,輸出為5mW以下的雷射光束,光束的能量密度不要超過25W/m﹣m。3B級為0.5W以下的連續雷射光,直接在光束內觀察有危險。但最小照射距離為13cm,最大照射時間十秒以下為安全。
第四級:高輸出雷射高過第三級,有火災的危險,擴散反射也有危險。
雷射對眼睛的傷害如果入射光為可見光(波長在400~780nm)或者是近紅外光(波長在1400nm以下)人眼睛的角膜、水晶體、硝子體(水晶體與網膜間的透明組織)為透明的,因此入射光可以到達網膜。波長在400nm以下的近紫外光由角膜與水晶體吸收,對波長315nm以下的紫外光由角膜強烈吸收。又1400nm以上的紅外光也由角膜吸收。
水晶體若為光的吸收而引起熱或物理性刺激,容易形成白內障(水晶體白濁)。白內障除手術外別無它法可治。
硝子體因熱或炎症透明度下降,網膜有透明的蛋白組織,後方的黑色素層如吸收光能會產生熱,光能如在某種程度以上,蛋白質會產生變化(變成白凝固)會產生傷害。黃斑部若受到傷害無再生能力,關聯到視力傷害。
第一級:低輸出雷射,不論何種條件下對眼睛,都不會超過MPE值,可以保證設計上的安全,不必特別管理。
第二級:低輸出的可視雷射,人閉和眼睛的反應時間為0.25秒,用這段時間算出的曝光量不可以超過MPE值。通常1mW以下的雷 射,會導致暈眩無法思考,用閉和眼睛來保護,不能說完全安全。
第三級:中輸出雷射,光束若直接射入眼睛,會產生傷害,基於某 些安全的理由,進一步分為3A和3B級。3A級為可見光的連續雷射,輸出為5mW以下的雷射光束,光束的能量密度不要超過25W/m﹣m。3B級為0.5W以下的連續雷射光,直接在光束內觀察有危險。但最小照射距離為13cm,最大照射時間十秒以下為安全。
第四級:高輸出雷射高過第三級,有火災的危險,擴散反射也有危險。
雷射對眼睛的傷害如果入射光為可見光(波長在400~780nm)或者是近紅外光(波長在1400nm以下)人眼睛的角膜、水晶體、硝子體(水晶體與網膜間的透明組織)為透明的,因此入射光可以到達網膜。波長在400nm以下的近紫外光由角膜與水晶體吸收,對波長315nm以下的紫外光由角膜強烈吸收。又1400nm以上的紅外光也由角膜吸收。
水晶體若為光的吸收而引起熱或物理性刺激,容易形成白內障(水晶體白濁)。白內障除手術外別無它法可治。
硝子體因熱或炎症透明度下降,網膜有透明的蛋白組織,後方的黑色素層如吸收光能會產生熱,光能如在某種程度以上,蛋白質會產生變化(變成白凝固)會產生傷害。黃斑部若受到傷害無再生能力,關聯到視力傷害。
取材至http://www2.nsysu.edu.tw/optics/lasersafe/lasersafe.htm雷射危險分級國立中山大學物理系 物理實驗學 (三)
取材至展鈺科技 技術經理 劉祥銘 經理