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2014 特殊儀器、重要儀器系統、關鍵元組件與關鍵軟體產出

本年度完成特殊儀器開發列表如下:

特殊儀器 說明
晶片及玻璃基板之瑕疵檢測系統
本檢測系統可運用於晶片與玻璃基板的瑕疵檢測,特殊的照明模組設計與採用線掃描取像光機裝置,可取得具有良好的影像品質與對比度的大面積暗場影像,以檢測待測物表面的瑕疵,包含殘膠、裂縫、刮痕及塵粒等。系統主要由線掃描光機取像裝置、高速影像擷取模組及影像處理與檢測軟體組成,線掃描取像可依待測物之長度進行取像,並搭配高效能之檢測演算法,可有效率的進行大面積的瑕疵檢測。系統並可依客戶的檢測需求進行系統軟硬體的修訂與調整,以滿足不同運用目的之檢測需求。
LED晶粒瑕疵之高解析自動化光學檢測系統
本檢測系統主要運用於LED晶圓 (wafer & chip form) 之晶粒瑕疵檢測,以具同軸照明的高解析遠心鏡頭組成的光機取像裝置進行晶圓的對位與取像,取得品質與對比度良好的晶粒影像,以檢測LED表面電極 (pad & finger) 與邊緣的缺陷。系統主要由高解析光機裝置(1.83 µm/pixel)、檢測定位平台、晶圓定位及檢測軟體等組成,已完成檢測系統原型機台的研發,依客戶實用檢測需求進行系統軟硬體的修訂與調整及系統檢測效能提升等工作。
水下高光譜儀系統
儀器規格:高光譜影像儀光譜範圍400–850 nm,光譜解析約5 nm,IFOV為1.2 mrad;本案獲南澳總理基金會支持,於本年度5月假南澳聖文森海灣進行下水儀式,並登上澳洲當地電視新聞媒體,並於5月30日假國家實驗研究院辦理成果發表記者會。而本案也取得澳洲國際合作經費補助,進行後續研發工作,進行水下海草觀測工作。
手持式漫反射光譜系統
此系統將原本需要在一整個推車搬運的相關設備,重新設計光路與執行微型化,達到能夠檢測探頭能夠手持操作的設定目標。搭配外接的USB小型光譜儀與操控用之筆記型電腦,可在薄型手提皮箱中攜帶整個皮膚膠原蛋白密度量測系統。目前完成之設備原型機已可以搭配成功大學光電所所發展的軟體進行量測作業,將在104年初完成具有可量產之操控電路與光學設計原型機製作。
可攜式多波段LED分光式光譜儀
本儀器為一輕量型光譜儀,具備低成本、體積小及可攜式之優勢。藉由量測物質在不同波長光源照射下之相對吸光強度,可初步檢定液態物質成分。該光譜儀由LED亮光與聚焦模組、cuvette基座固定模組、photodiode感測模組組成。系統內建8顆波長375 nm – 635 nm之獨立LED作為發光光源,可手動選擇發光波長並調整發光強度,配合加裝1英吋濾鏡,隔絕特定波長之光源。藉由切變換LED照射方向,改變投射光源與感測器相對位置,可量測待測物在不同波段的發光源照射下,其吸光強度或螢光反應。

重要儀器系統、關鍵元組件與關鍵軟體產出:

儀器系統/關鍵元組件/關鍵軟體 說明
雷射投影用光源準直及對位模組
此模組直徑約30 mm,使用光纖二極體雷射源波長為635 nm。雷射光源擁有高亮度、高單頻性、高方向性、高匯聚性等優勢,進而使得以雷射為主的光源投影技術擁有更高的對比度和視覺感受,並能在獲得高亮度的同時也擁有高對比度。此外,在色彩範圍分布上,雷射光源具備高色彩飽和度,相較於其他光源的色差缺陷將是使用雷射源的另一個優勢。
四點探針量測進給系統用之控制模組
四點探針用量測進給系統用之控制模組內部具有可調整PID之穩定化濾波器及位置脈波產生器,可以連接速度控制模式與脈衝控制模式控制進給系統馬達驅動器。控制模組規格如下:進給速度0-500 mm/s、最小進給量0.001 mm、模組控制精度±30 µm、進給行程0-100 mm、模組重現性10 µm。
液態透鏡顯微模組
液態顯微鏡組以一液態透鏡搭配實體透鏡組成,可作為攜帶型顯微鏡使用,其總長為6 cm,工作電壓為0-20 V,實際放大倍率為100X,工作距離為7.6 mm,視野為1.7×1.4 mm2,景深 ±5 µm,焦距調整範圍為1.1 mm。本模組有別於以往固態顯微鏡組調整焦距需移動整個鏡組,改以電壓調整液態透鏡之曲率進行對焦,同時其體積輕巧,可隨時攜帶使用。本模組之應用領域為顯微觀察,包含生物細胞觀察、紋理採證等。
近紅外光光譜儀暨腦波訊號處理模組開發 本模組結合傳統腦波量測與近紅外光光譜分析法,用以進一步了解腦部活性變化,提供醫師更多資訊分析腦部變化。搭配前級感測器,系統中透過實驗找出最佳之訊號處理單元配置與調整,後段目前採用離線分析方式,透過自行開發之程式進行後續分析與顯示,可望能進一步用於觀察腦地形圖之變化。



工業控制用通訊信號傳輸模組 本模組原理為:LWIP是基於標準的TCP/IP通信協定的開放程式碼,STM32系列是以ARM-CORTEX M4為核心的MCU,操作頻率有168 MHz,具備有192 kB RAM,將LWIP移植到STM32上,加上一些程式碼與系統的優化,便可以很順暢在STM32上操作網路程式,達到遠端操控的目的。



六組式半導體電晶體探針夾具模組
運用於量測裸裝半導體元件,其元件並未封裝完成,因此量測需由探針座進行量測點的接觸,再透過外部電路組件將訊號輸出與處理,此模組將六組探針裝置進行同步式的訊號輸出,並可結合後續之電路設計。
行動裝置操控之數位近攝模組
行動裝置操控之數位近攝模組以無線攝影機搭配雙光源近攝模組,能由一般行動裝置觀看影像並擷取拍攝,改善體積龐大之行動裝置進行近距離拍攝時之空間與操作不便性。此模組之工作距離為90 mm,視野範圍為直徑42 mm之圓,放大倍率60X。而其使用光源為白光、365 nm藍光,投光方向可分為垂直式亮場與低角度暗場,同時鏡筒採隔離式空間設計,可有效隔絕外部光源,提升螢光影像之品質。應用領域包含刑事鑑定、指紋採證、車禍現場採證、顯微觀察等。
顯微觀察之多波段螢光激發模組
顯微觀察之多波段螢光激發模組以四種不同波長之光源進行混光組合,波長包含470/505/660/940 nm,可單獨或選擇開啟多個光源以激發多種螢光蛋白,每種光源可獨立調變強度,調變範圍為1–1000 mA,最小調變量為1 mA,完成多波段螢光激發模組。本模組之應用領域為生物螢光顯微觀察領域 (斑馬魚螢光觀察),其特色為可同時激發達4種之螢光蛋白,並顯示於1張影像中,改善傳統單波長激發再以影像處理之方式疊圖呈現,可能因魚體移動造成影像模糊之缺點。
多角形旋轉掃描鏡系統
系統大小約30 * 30 * 28 cm。搭配波長808 nm / 30 W之光纖導引雷射源、光源準直模組與進給系統,可完成面積約80 mm2材料表面改質,同時藉由頻率調變,其轉鏡掃描速度可達6000 rpm。
生醫微電流訊號處理模組 完成生醫訊號相關之多通道微小訊號處理電路設計開發、硬體實作與性能測試評估,採用FPGA為主要數位訊號處理核心,與自製前端放大電路。將20 mV之微小訊號,提供最小解析度78 µV,之訊號解析力與訊號分析分群功能。系統尺寸約為 70 cm * 90 cm * 3 cm,採模組化設計,易於拆解、安裝及修改,並可進一步將模組整合應用至其他生醫微訊號處理之檢測設備中。



光源遮斷系統之閘門控制程式開發 本系統提供使用者在電腦端預先設定操控模式,可長時間精準且自動控制所需之光源曝照時間,提供使用者更多元化的控制與觀察模式。程式運行程式運行中,可透過通訊溝通閘門確認閘門狀態與位置並回饋顯示於程式面板,令使用者更容易掌握實驗進展與狀態。



球形多相機航拍系統設計製作
採用6台3600萬畫數相機以多傾角類球體的方式設計,用來構成環景攝影,其中多相機同步性可達千分之一秒,並經由公司實驗室律定場律定後,其鏡頭邊緣偏移量達到0.22 pixel,符合廠商要求0.25 pixel以下,其地面解析度亦可達10 cm等級。
PQ-PMMA體積光柵
由於具有3D顯微影像轉置光學設計的體積光柵價格非常昂貴,本中心發展可寫入之PQ-PMMA體積光柵製作技術,以因應未來自主化先進3D顯微轉置光學影像技術的發展。本年度之發展中參考國內外各個實驗室以PQ-PMMA為基礎的體積光柵製作技術,目前已經能夠完成以PQ-PMMA為基礎之寫入用材料塊材媒體合成,並已經完成光學寫入之測試實驗。為了讓PQ-PMMA寫入用材料塊材媒體能夠有更佳之應用,我們更進一步完成包含奈米二氧化鈦與金顆粒之材料均勻參雜方法,對於未來之發展具有重要意義。
微型高光譜儀
本案為開發一套微型高光譜儀 (0.5 kg,10 * 10 * 10 cm3,光譜範圍400–1000 nm,光譜解析約5 nm,取像鏡頭可更換),目前完成儀器系統:微型高光譜儀一套 (0.3kg, 10 * 10 * 4cm3,光譜範圍400–1000 nm,光譜解析約3.5 nm,並開發軟體三套 (輻射度校正軟體、即時無線監控軟體及高光譜反射率解算軟體),以利未來搭售。
多功能UAS光譜影像環境監控系統
高光譜影像應用非常廣泛,結合影像及光譜,使得影像訊息富含光譜資訊。目前主要應用在遙測及實驗室顯微光譜影像。本案主要是利用中心所開高光譜儀在廠商UAV儀器進行飛行測試,並在本計畫中提供監控管理程式開發,利用各特徵波段組合,突顯監測物的影像,由空中預視可快速取得初步成果,並由其相關GPS落實地面監控。
手持式白光LED黃圈品質檢測系統
手持式白光LED黃圈品質檢測系統,包含以一無線攝影機擷取白光LED燈投出之光形,並分析光形之光強度曲線、計算黃圈指數與顯示黃圈分布圖,檢測系統尺寸75×60×200 mm3,提供5 V之直流電源,可點亮單顆型LED直接進行黃圈品質分析,檢測時間為1秒,並將LED依黃圈指數分為4個等級。本系統為創新之LED燈源品質分析系統,可藉由黃圈指數增加LED品質檢測之品項,並作為產品品質等級分類之參考,且本系統輕巧可攜,可在產線內隨時量測使用。
活體細胞培養系統 活體細胞培養系統進行恆溫外箱與內箱雙層溫度控制,恆溫外箱溫度控制範圍 37±3ºC,恆溫內箱溫度以細胞培養加熱底座、除霧加熱上蓋及加濕瓶進行控制,細胞培養加熱底座可放置直徑 100 mm培養皿與 96孔盤,恆溫內箱溫度控制範圍 37 ± 1 ºC,溫度控制模組之精確度為 ± 0.1 ºC,細胞培養並可通入 5% CO2氣體以維持細胞之正常活性,藉由本系統,活體細胞之生命力可維持 1 週以上,本系統應用領域包含長時間 ( 24 hr以上) 之生物細胞培養、觀察等。



OLED蒸鍍機
有機金屬發光二極體 (OLED) 提供前瞻研究需求,具即時監控功能之熱蒸鍍系統,用於探討有機金屬薄膜成膜初期電性變化,製程溫度對程膜品質影響。系統獨特性包括:磊晶即時電性量測模組、製成溫度多樣變化 ( -196 – 200 ±C)、液態氮冷凝板、兩段式製成腔體模組、分離式獨立壓力環境、多元化流量計控制模組與製程控制介面、高穩定性電源輸出模組( 0.5 λ @ 200 A)、多功能性蒸鍍控制模組具備外部參數匯入功能、遠端系統診斷功能與功能分層管理模式。
Ronchi 鏡片品質自動檢測儀 以Ronchi tester為基礎,結合機器視覺與影像辨識,自動進行安全眼鏡、太陽眼鏡等平光鏡片之品質快速檢測,改善現有Ronchi tester以人眼觀測無法避免檢測標準不一與人眼觀測疲勞等缺點。當聚焦鏡與光柵相對位置適當時,將可觀察到直條紋之Ronchi條紋影像,此時再將平光之待測鏡片置入聚焦鏡與平面反射反射鏡間,如待測鏡片有屈光度且無材質不均或表面品質不佳等問題,則 Ronchi條紋影像之條紋數目將會有所增減,甚或產生內凹或外擴之情形。本儀器可以擷取條紋影像,運用機器視覺技術分析條紋狀態並使用單一鏡片品質指標描述待測鏡片的品質,以改善現行儀器無法量化的方式描述鏡片品質。



8"晶圓載台 (wafer chuck) 本開發之晶圓載台應用於晶圓壓合機,該晶圓載台於承受高溫、高負載之壓合力後,會因載台之平坦度劣化造成良率下降。本技術為8"晶圓載台之平坦化技術開發,該金屬載台之外徑/厚度比約為25倍,對於傳統之機械式拋光、光學元件拋光須克服夾持變形問題,中心以更精進之拋光程序開發配合干涉儀量測技術,其工藝可達正面之平坦度優於P-V 2 µm、背面平面度 4 µm。



不撢粉指紋拍攝儀 指紋撢粉極需技巧,稍有不甚即會破壞指紋,且耗費大量時間。市面上雖有少數指紋採證設備,可在不撢粉的情況下利用強紫外光或雷射光進行指紋拍攝,但價格昂貴,即使在美國也僅有少數中央單位擁有。有鑑於此,本技術針對平滑面上之殘留指紋,利用漫高射與低角度等光源照明組合來凸顯指紋影像,再輔以影像對比度調整,以在不撢粉情況下取得指紋影像。



心臟繞道手術螢光影像儀 此「近紅外光螢光影像系統即時裝置」主要功能,在以手術中即時方式觀察並追蹤螢光染劑流體移動,藉由即時投影可見光在不可見螢光發光的位置,如血管或組織,術者可以直接在手術區域看到螢光影像,解決目前所有的ICG螢光顯影技術都必須依靠螢幕才能間接看得到螢光影像位置之困擾。其創新性在於術者可以擺脫螢幕來做直接的觀察,無需將手術部位與螢幕顯示標記部位反覆對位確認,增加手術的直覺性與精準度,減少手術時間及風險。



非侵入式活體螢光影像系統 本計畫的發展策略著重在於開發非侵入可攜式活體螢光影像系統,進行即時觀測活體動物或人體之特異性螢光標記,定位追蹤與分析其螢光強度分析,作為手術前或手術中影像評估。此系統具有簡易、可攜、可即時監控、錄影與分析的特色,並可藉由建立之螢光影像分析系統平台,提供國內外醫護人員以及醫學研究學者客製化服務。



封閉式高功率脈衝磁控濺鍍系統之開發
高功率脈衝電漿濺射鍍膜技術,可提升電漿密度1018 /m3以上,相較傳統直流濺鍍的電漿密度約高 100–10000 倍左右,而封閉式電漿濺鍍系統,利用磁力線可向外延伸之效應,系統之基板、濺鍍出之粒子及反應氣體都會壟罩在電漿中,所以此系統具備極佳之反應能力,大幅提升濺鍍產率及製程穩定性。儀科中心藉由整合此兩項技術,可降低製程反應溫度,提高薄膜緻密度、附著力。此系統應用面極廣,包括透明硬膜、高披覆性鍍膜及高品質光學膜,未來可推廣至工業界取代許多傳統製程,增進產業競爭能力。
MOCVD控制工程次系統
本次系統係將系統環境參數整合於人機介面之中,藉由TCP/IP RJ45負責PC與PLC溝通感測器及控制元件,達到便利即時量測,並透過PLC電力線通訊將數據或資訊以數位訊號處理方法進行傳輸。可存放人機介面程式,做資料擷取與分析,同時可擔任Web Server角色,供遠端智慧型裝置透過Data Dashboard (APP) 可直接連接雲端上的量測資料連線或讀取資料。
高溫微硬度試驗機
使用中心所具有的高溫設備建置技術,並整合商業化產品之相關技術,建立中心在高溫平台系統與商業設備整合製作能力,並與學界進行合作開發獨特性設備,開發出具獨特性且價格合理之高溫硬度試驗設備,並可運用於光店以及機械等產業,其相關規格如下:可進行高溫300度加熱(誤差10度);進行硬度試驗(試驗力: 9段: HV 0.01、0.025、0.05、0.1、0.2、0.3、0.5、1、2、 4)。
福衛五號濾光片
光學薄膜為高解析衛星中最重要且困難的關鍵技術之一,亦為提升衛星光學酬載(太空望遠鏡)光學成效最直接的方法,其中關鍵零組件-多波段帶通濾光鏡陣列藍、綠、紅、近紅外等波段帶通濾光鏡(均為近百層高低折射率材料交疊設計並精密監控製鍍於單面基板,穿透率達90%以上),該元件預期於2015年組裝於國家太空中心「福爾摩沙五號衛星」升空服役,接替已界服務年限之「福爾摩沙二號衛星」執行太空遙測任務。
i-line之窄帶通濾光片
透過業界常用汞燈光源i-line之窄帶通濾光片之研製,提供單純且穩定之曝光光源,以提升微影製程良率,所開發完成之技術並可以適用於其他廠牌使用同一波段光源之曝光機。除此之外,亦可藉由此元件的研究開發,提供光阻開發商穩定單純的光源,改善現有之i-line光阻材料,可提升現有PCB微影製程設備之性能。
耐磨耗玻璃 為提升觸控面板、智慧型手機及智能玻璃其抗刮性及觀看舒適性,儀科中心發展透明硬膜之鍍膜技術,藉由整合自行設計開發之封閉式非平衡磁控濺鍍系統及高功率脈衝濺鍍技術,除了可降低反應溫度外,也可提高薄膜緻密度、附著力,此系統應用於製鍍高透光性、高硬度之透明硬膜,經實驗證明此透明硬膜之折射率是所有鍍膜系統中最高的,硬度也是目前文獻中最高的,研究中也藉由摻雜其他元素來提高穿透率,最後引進光學薄膜之理論,製鍍多層膜高透光硬膜,以應用於抗刮觸控面板。



12吋基板PEALD系統腔體設計開發
目前半導體廠主流晶圓尺寸為12吋,因此本中心開發12吋射頻電容式PEALD製程模組,相較於小尺寸ALD製程,大面積製程可快速將前驅物傳載至晶圓以達自我侷限,並快速移除副產物及未反應前驅物,同時搭配雙shower head射頻電容式電漿結構,進行流場模擬,包括對腔體內部高度、shower head孔徑、前驅物注入孔徑與抽氣孔徑大小等進行模擬,避免氣體分子滯留現象,進而優化腔體設計,達到均勻PEALD反應。
PEALD系統電漿電極設計與製作
PEALD因電漿中活性粒子或帶電粒子與表面反應並非self-limiting或易產生re-sputtering現象,容易因電漿或活性粒子均勻度不佳,造成薄膜厚度或特性之均勻度無法滿足製程或元件特性上之要求。本設計採用雙shower head射頻電容式電漿結構,在均勻度控制方面,藉由shower head 孔徑與分布設計以達電漿源最佳化,並提高射頻頻率,採用脈衝式電漿之操作。對於降低電漿損傷,在電漿源與機台腔體設計上,以降低到達晶圓表面離子之通量與能量,以及降低VUV光子通量方向規劃,考量參數包括電漿源結構,操作頻率與操作氣壓等。
PEALD系統控制介面
半導體設備機台的發展是國內半導體產業相當重要的一個領域,過去的半導體設備絕大多數仰賴國外進口,也因此國內半導體製程只能受限於設備開放的操作權限。因此,此項成果以開放全功能性與參數調整的方向進行設計與開發,其中包含了製程材料、製程溫度與材料混合等,為了讓使用者方便操作與選擇性,此設計方向採用視覺化與模組化,可以快速的設定與搭配相關條件的使用,未來我們將繼續引用管理系統,將其整合到軟體系統內讓使用者可以透過層級的方式直接引用相當設定,加強使用者的便利性與降低猜操作上的失誤。
鼻胃鏡影像拼接導引軟體
本軟體主要應用於具位置感測定位的智慧型鼻胃鏡系統,藉由一個可伸縮的超細微內視鏡影像感測器與一個多方位旋轉控制鏡頭組成智慧型電子鼻胃鏡,用以拍攝假人系統食道與胃內影像,經由影像拼接程式處理成為影像地圖,提供醫生觀測患者食道或胃內位置與狀況。超細微內視鏡影像感測器鏡頭外徑3.8 mm,解析度為400 × 400 pixels,主要提供近拍取像、建構完整食道影像拼接。
可程式階梯狀波形之操控介面
主要功能為搭配硬體電路設計,將穿隧電流訊號從真空腔體的探針經由電路系統放大分析與處理後,傳送到電腦做後續處理。在主控制電腦端之操作硬體有訊號產生器兩台,高解析度示波器與可程式邏輯閘裝置,分別產生掃描動作時所需的壓電材料X與Y的訊號,將電流訊號重新繪製與整理,與產生硬體的同步訊號源。此介面係使用LabVIEW軟體將所有的硬體整合。
電漿系統電源控制之操控介面
電漿電壓源為許多半導體製程需要的製程環境參數,一般傳統方式皆為使用者在進行製程中透過手動控制進行電漿功率調整,此對長時間的製程控制相當不方便。電漿系統電源控制之操控介面係將電漿電源控制整合到製程軟體上,可讓使用者直接在製程中選擇輸出電漿功率,並直接進行參數的微調。
晶圓輸送手臂操控平台之操控介面
晶圓輸送為進行半導體製程最需要的控制項目之一,一般晶圓傳輸倚賴人工作業,除了效率不高與浪費人力外,也常發生晶圓毀損問題。儀科中心設計開發晶圓輸送手臂操控平台之操控介面,整合了國外廠商所製造的機械手臂,並透過此軟體系統進行自動化晶圓傳送,以提升整體工作效率與降低晶圓毀損率。
螢光物質光譜分析介面開發
螢光物質光譜分析介面係由個人行動裝置擷取影像,並由影像背景進行光譜分析,以提出建議適用之對比色螢光物質,使刑事鑑定人員進行指紋採證時能取得最佳之指紋輪廓,進而提高指紋辨識率。本介面具分析範圍選擇與影像解析程度選擇等功能,影像運算時間約5秒,每次提供三種建議對比色與其相對比率,同時建立螢光物質種類與顏色資料庫供使用者進行選擇。應用領域包含刑事鑑定現場指紋採證、生物螢光物質分析等,可有效避免使用錯誤之螢光粉,不僅無法獲得最佳指紋輪廓影像,更因此破壞指紋之圖形。
折反射式內視鏡物鏡
目前醫學上若要觀測口腔病變,需擷取口腔內部皮膚切片,除了會在病患口腔內部留下傷口,切片組織的分析亦需耗費相當的時間。為加速醫生診療判斷速度,使病患能即時獲得醫療,儀科中心將內視鏡物鏡縮小重製,此物鏡除了可針對較小口腔進行檢測外,亦可強化紅外光線之聚焦光斑能量,並提升激發皮膚後產生藍光與紅光之集光效率,此升級改版鏡頭可協助第一線醫護人員更快速且準確進行診斷。
365/632.8 nm雙波長6吋標準鏡頭
儀科中心開發6吋、f/2.2 、λ/10雙波長標準鏡頭,設計波段為標準 632.8 nm He-Ne 紅光雷射及 i-line 365 nm紫外光。紅光雷射可用於現有雷射干涉儀量測系統,進行鏡片檢測應用。紫外光則可應用於曝光投影鏡頭系統檢測。並設計可掛載於廠內之非球面拼接式干涉儀,以量測大口徑球面及非球面等,可充分發揮其使用效益。
447×34×14 mm石英導光柱
石英導光柱常見於曝光機照明系統,為達成多次內全反射的目的,導光柱的形狀設計多為長條矩形,且長度設計至少300 mm以上。除了光束照度均勻化之要求外,由於照明光源之照度若隨著傳遞過程大量衰減對於半導體製程效率有直接的影響,為了控制導光柱對光束的傳遞效率,導光柱各反射面之表面精度要求較高,且邊緣不可有倒角以避免漏光。基於上述特點,半導體用導光柱之製作與量測技術門檻遠高於一般元件。
152 mm 口徑i-line光學玻璃透鏡
儀科中心整合研製航太級大尺寸光學元件之核心技術,並以離子輔助蒸鍍法進行抗反射膜製鍍,開發專用i-line 365 nm 波長之雙凸光學透鏡,口徑為 152 nm,鏡片表面形貌誤差 PV < λ/5 @ λ= 633 nm。此鏡片可依客戶需求之規格訂製,適用於微影曝光製程之照明與投影鏡頭等高精密光學系統。
30×250 mm零膨脹玻璃參考鏡
本計畫設定進行265 mm × 35 mm之 Zerodur 平面參考面鏡製作技術開發,其光學有效範圍為 250 mm × 25 mm,平坦度要求為 ≤ λ/10 (PV)。本技術結合傳統拋光與 CNC 拋光製程,搭配 ASI 拼接量測技術,最終完成在250 mm × 25 mm 的範圍內平坦度 54.3 nm (PV) 之 Zerodur 平面參考面鏡。
10吋石英透鏡,PV ≤ λ/8
本計畫設定10吋石英透鏡進行製作技術之開發,其光學有效孔徑為228 mm,表面形狀精度 ≤ λ/8 (PV)。本技術結合傳統拋光與CNC拋光製程,搭配ASI拼接量測技術,最終完成在口徑228 mm的範圍內形狀誤差 0.0858 λ (PV)之石英透鏡。
顯微物鏡轉台電控驅動模組
本模組係架設於傳統手動型顯微鏡鼻輪轉台上,讓手動型的鼻論轉台可以增加自動化功能。由於生物細胞觀測用顯微鏡系統,在長時間的監控觀察中,很難使用人力去轉動鼻輪來調變物鏡倍率,因此開發自動模組結合人機介面程式,進行自動調變的功能,讓使用者依據實驗流程訂立觀測條件,系統即能自動轉動鼻輪,將顯微物鏡至合適倍率進行觀測。相較於國外原廠系統選配成本,本中心自製,在系統建置成本上,有效節省70%成本,可大幅提升產品競爭力。
類比式低頻濾波模組 本研發成果,主要設計出一套訊號處理模組,用來消除設備環境中低頻雜訊,模組中,主要以類比型運算放大器為基礎,透過相位、振幅大小、整體放大率的調變,讓系統在擷取微小訊號時,能將低頻訊號透過高精度減法器,將低頻雜訊濾除,檢測系統在沒有導入該技術時,必須使用多次平均的數位處理技術來降低低頻雜訊影響,導致整體檢測速度無法,在模組測試結果,檢測系統能夠消除雜訊影響,檢測速度提升一倍以上。


多通道溫度控制模組
本模組為一多通道的數位比例控制器,用來驅動加熱模組,進行生物細胞顯微系統的環境監控,本模組主要以數位微處理機,透過數位脈波調變技術來調變加熱元件熱源功率,並且以白金感溫元件進行精密溫度測量,控制系統以閉迴路控制法則進行環境溫度控制,一般的環境空溫效果為 ±1º,本研發模組可將環境控溫精度可以提升至 ±0.2º,有效節省 60% 系統建置成本。

更新日期:2016 年 1 月 15 日