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光致退火方法以及應用該方法之光纖裝置

光致退火方法以及應用該方法之光纖裝置

光致退火關鍵技術 獨步全球的臺灣驕傲
由國家中山科學研究院彭子軒博士,國家實驗研究院國家太空中心劉人仰資深研究員,與國立臺灣大學光電所王倫教授共同研發出獨特的光致退火技術,可即時修復在輻射照射下光通訊及光感測系統中使用摻稀土元素光纖的光源功率及光放大器增益的耗損,此一世界級的創舉,對臺灣發展自主衛星、核電廠災害防治及發展中的太空雷射光通訊等領域均有重大貢獻。
衛星就像是太空中的超大型數位相機,繞地球的同時幫忙紀錄地表影像變化,拍攝的影像資料可應用於國土規劃、資源探勘、環境保護、防災救災…等。國內研製自主衛星的時程已超過十年以上,從前衛星上的零件多購自美國,911 攻擊事件後,美國對許多關鍵元件開始採取出口管制措施,在美航太界服務25 年,返台後並進入國家太空中心的資深研究員劉人仰,正是全球頂尖的陀螺儀導控專家,在他整合下國家太空中心與其他單位合作研發出抗輻射程度更強、可靠度更佳的光纖陀螺儀,讓臺灣太空科技及其他相關應用所需的精密陀螺儀不再受制於人,研發自主衛星之路走起來更加穩健。
耗損光源全修復
提高衛星精確性與可靠度

衛星最重要的就是可靠度,而太空中有許多輻射影響著衛星,導致光纖陀螺儀逐漸退化,當光源輸出功率慢慢下降,衛星的精確性與可靠度就會下降,雖然以往業界也有發展出抗輻射的光纖光源,但當經輻射照射光源功率受到損害後,僅能做到部分修補,因無法完全修復,光纖環就要做得更長、更大,增加重量體積,不利於衛星微小化的趨勢發展。
而三位發明人共同研發的「光致退火方法以及應用該方法之光纖裝置」,其中包含極為耀眼的技術進展「全抗輻射光纖光源」,即可達到耗損光源功率完全修復,將使用於臺灣國產自製衛星「福衛七號」太空級光纖陀螺儀上,為衛星姿軌控制使用,此項全球首創的重要突破,不僅榮獲本屆國家發明創作獎發明類金牌,2015 年於美國榮獲有發明奧斯卡之稱的R&D 100 Awards得獎認證,成為當年全世界最具創造力與競爭力之百大研發產品之一。
劉資深研究員說明,此項輻射損燬全修復機制,是利用短波長光致退火(Photo-Annealing) 效應,針對因輻射照射而產生的摻鉺光纖損燬進行即時修復,「透過這樣的機制,耗損的光源功率能以幾近即時的方式修補回來,這是全球一大創舉!」全抗輻技術與其它部份抗輻技術最大區別,不僅光源功率與放大器增益可全恢復,也因全修復其光纖模組的中心波長也不會因輻射照射而飄移,對高精密系統的應用而言是唯一的全抗輻選擇。
太空雷射光通訊應用
未來太空關鍵技術產值可期

該技術應用甚廣,除了提高衛星姿軌控制關鍵元件太空級精密光纖陀螺儀的可靠度與壽命,未來還可嘉惠快速擴展的太空雷射光通訊領域,劉資深研究員指出,現行衛星間或與地面間均以微波系統傳輸資料,而光頻寬較傳統微波通訊的頻寬可擴增千倍以上,亦無頻率干擾協調的問題,讓衛星資料影像更可即時快速互傳並下傳,是未來太空產業關鍵技術,產值可期;更重要的是此項技術可應用到核電設施光纖感測災害防治偵測,若不幸核電廠發生災變時,還可將重要輻射偵測參數傳出,確實掌控災變情況因應。
「研發要推廣到產業,跟世界產業鏈接軌,若能產生產業與社會雙重效益,更能展現價值。」劉資深研究員因研發成果受到重視受邀加入輻射測試實驗室聯盟,並多次訪廠及帶領團隊成員參與國際性太空光電研討會口頭發表論文與參加世界級競賽展示, 積極將此項發明推廣給世界太空光電產業界與終端使用者。他認為國內有相當優秀技術、人才與資源,需要的是領導與整合,當技術深耕,自主自然水到渠成,這次創新研發,可望為台灣航太科技自主帶來躍進成長。

  • 發布日期 : 106-05-12
  • 更新日期 : 109-02-14
  • 發布單位 : 國際事務及綜合企劃組
  • 瀏覽人次 : 653

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