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北科大光電系鄭鈺潔教授導入RSoft軟體加速光子晶體教學與研究效率

2019.03.12

背景介紹
鄭鈺潔老師在中央大學光電系5年內即完成大學及碩士,而後以全額獎學金身分於3年半內拿到西班牙巴賽理工大學、義大利佛羅倫斯大學之雙博士歐盟光子學位(Erasmus Mundus Europhotonics),爾後進入歐洲英特爾研究部門擔任產品開發工程師,但基於對教學熱枕且希望將最新的技術教予台灣的莘莘學子們,因此於28歲時回到台灣,進入國立台北科技大學光電工程系任教。她所帶領的近代奈米光子實驗室專注於研究與開發平板光學元件更進階的功能,如頻率轉換、平板光學聚焦元件、角度不變量等。因為表現優異,於2018年榮獲科技部年輕優秀學者之愛因斯坦計畫,每年最高500萬台幣的研究經費,為期最長五年。

使用Synopsys RSoft的經驗談
就讀國立中央大學研究所時,鄭老師經指導教授陳啓昌老師推薦使用Synopsys旗下波動光學與繞射光學模擬軟體RSoft進行論文研究,研究主題為光子晶體共振腔,鄭老師主要使用RSoft FullWAVE觀察光於光子晶體內之傳播行為,並結合BandSOLVE模組計算光子晶體能隙結構,進行共振腔結構的設計,輔助製程之前置模擬。
 
於國外研讀博士期間研究平板光學,利用週期或非週期性介電質結構,探討光的反射聚焦。鄭老師曾經使用其他相似功能的軟體,但仍認為Synopsys RSoft是最易於使用且功能最完整的光子晶體模擬與設計軟體之一。故,回國後鄭老師積極推動系上購買RSoft軟體,並應用至課程中,鄭老師表示:「我鼓勵學生使用RSoft FullWAVE與DiffractMOD去做模擬並觀察光在不同的結構調變下,行進中的散射、反射、折射、穿透過程,認識電磁波的形狀變化與電磁場分布,透過軟體的操作讓學生了解什麼是「波」。 在討論與觀察結果的過程中,學生透過RSoft軟體探索並理解公式概念,我則進一步補強理論知識,透過「做中學」的方式,可讓沒有物理或光學背景的學生加速學習效率。」
 
思渤科技是Synopsys光學模擬設計軟體在台灣的獨家總代理,2018年起,協助鄭老師開設「近代光子元件與應用課程」。在課程中,輔導學生使用RSoft軟體模擬光學元件與系統設計在光子晶體、超穎介面(Metasurfaces)、波動光學等相關研究。「RSoft軟體和思渤科技專業的技術支援對於我在研究及教學方面相當有幫助」鄭老師說道,「特別在一門大學與研究合開之近代光學元件設計課程中,邀請思渤科技協同開課,提出目前業界遇到的重點問題讓學生去研究,不同於傳統教學方式,我讓學生先遇到問題、探索問題再解決問題,我發現軟體的輔助可加強學生對課程的吸收度並真正實踐理論,是翻轉教育最關鍵的一環。同時,思渤科技工程師扮演很重要的角色,他將RSoft軟體帶入到我的課程中,利用深入淺出的案例,協助學生用RSoft CAD建立繞射元件的模型。設定研究目標後,學生更可進一步使用RSoft最佳化模組去回推想做出的結構。」
 
RSoft軟體是全球最全面性的光子晶體模擬與設計工具,不只可應用於AR/VR設備、光通訊、LED等商用產品開發,RSoft更可以把抽象的原理與公式,轉化成數據並視覺化呈現模擬圖形,協助學生藉由觀察模擬結果,快速且準確地理解理論公式。思渤科技協理陳穎溱表示: 「我們很榮幸能與鄭老師一同創新教學與研究,我們也很高興看到學生能透過RSoft探索奈米的世界。隨著產品開發趨於更輕薄短小,繞射光學已成為技術核心,我們很樂於與鄭老師一起培育專業的人才,期待和老師一起完成夢想,回饋台灣。」

 
關於 Synopsys OSG
Synopsys 的光學解決方案集團(Optical Solutions Group)是一家在光學設計和分析領域裡的龍頭企業。它擁有成像設計軟體 CODE V®、照明設計軟體LightTools®、汽車照明軟體LucidShape®、光子和光通訊設計軟體RSOFT™,以及PIC佈局與驗證軟體PhoeniX。

 

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