Yang Research Group

【精選好文】
隨著3D列印技術的成熟，它正開始在太赫茲科技中展現出巨大的潛力。這篇文章探討了3D列印如何用於製造太赫茲器件，包括天線、透鏡和通訊系統，並分析了該技術在提升製造速度和降低成本方面的優勢。儘管面臨材料選擇和製造精度的挑戰，但3D列印技術的發展將推動太赫茲科技的進一步創新與應用。究竟3D列印與太赫茲結合，還有哪些令人意想不到的可能性？
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3D列印碰上太赫茲科技
文/尤柏仁 編/梁瀚友

3D列印碰上太赫茲科技 文/尤柏仁 編/ 梁瀚友

【精選好文】

想像你在山谷中喊叫一聲後，聲音會從山壁反彈回來。除了延遲之外，聲音亦容易變得混亂難以辨別
這是由於聲音經過不同的傳播路徑後疊加在一起，進而導致訊號的失真。

這時，通訊系統中常見的「等化器」可以如何派上用場呢？

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淺談通訊系統中的Volterra等化器 文/ 滕彥宜 編/ 張琬婷

淺談通訊系統中的Volterra等化器 文/ 滕彥宜 編/ 張琬婷

#論文
IEEE Communications Letters 是通信領域的重要學術期刊，專注於快速傳播最新的研究成果和技術發展。它以短篇論文形式迅速發布高質量的研究，確保研究人員能夠及時了解前沿動態。期刊對投稿進行嚴格的同行評審，審稿通過難度大，使得所發表的研究具有高可信度，這進一步提升了期刊在學術界和工業界的廣泛聲譽和高影響力。
此外，IEEE Communications Letters 涵蓋了通信領域的多樣化主題，包括無線通信、有線通信、光通信和網絡技術等，為全球研究人員提供了一個廣泛的交流和展示平台。該期刊的高影響力促進了國際間的學術交流與合作，推動了通信技術的全球發展，並引領了該領域的創新和進步。
Yang Research Group博士生Pouya Torkaman成功將其研究發表於該期刊。
Title: Nonlinearity-Robust IM/DD THz Communication System via Two-Stage Deep Learning Equalizer
Paper: https://ieeexplore.ieee.org/document/10570230
以下為其研究的簡要介紹： 線性和非線性損耗限制了高速太赫茲（THz）通訊系統的傳輸性能。為了提高傳輸性能，我們提出了一種兩階段非線性等化器（NLE）。在第一階段，具有記憶控制的長短期記憶（LSTM）神經網絡學習通道的非線性並通過非線性波形回歸進行補償。在第二階段，低複雜度的深度隨機森林（RF）網絡辨識個別QAM符號之間的非線性邊界，並調整QAM解調器的決閾值以確認符號的分佈。本研究在一個雙通道THz光纖傳輸系統上實驗驗證了所提出的兩階段NLE，該系統使用強度調變和直接檢測（IM/DD）方案，在125/300 GHz頻段的4.5公尺無線通訊上實現了高達20 Gbps的線速。所提出的方案在所有測試場景中均優於Volterra非線性均衡器，並通過在300 GHz鏈路上將位元錯誤率（BER）從2.47 × 10^(−3)降低到2.61 × 10^(−4)，在125 GHz頻率上將BER從3.42 × 10^(−3)降低到5.64 × 10^(−4)，該效果超越了線性均衡器（LE）。

【精選好文】
機器學習（Machine Learning）是人工智慧（Artificial Intelligence ）的分支。著重於訓練電腦從資料中學習，並根據訓練的經驗改進。此技術主要用於分類事物、辨識及預測結果，並做出周全的判斷，並根據該分析做出最佳決策和預測。隨著存取的資料越多會不斷改善，準確度也越高。其中，多層感知器（Multilayer Perceptron, MLP）是一種人工神經網絡（Artificial neural network）的結構，主要用於分類和回歸問題。此篇文章將介紹多層感知器其數學原理，並從而解釋他如何應用於非線性分類和回歸問題、模仿大腦的工作原理，並在各種實際應用中展示了其強大能力。
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淺談機器學習中的多層感知器 文/陳俊翰 編/ 謝明翰

【精選好文】

台灣本島四周環海，大海與我們生活息息相關，因此保護海洋是身為國民的職責。
每當到海邊遊玩的時候，時不時看到消波塊置於海邊，此般的水泥塊狀物雖能夠有效減緩海岸的侵蝕，卻不利於環境的永續發展。
藉由本次探討，希望針對海洋永續發展之問題，來提出改善的配套措施及策略。

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淺談消波塊之於環境永續發展的影響與對應之解方

淺談消波塊之於環境永續發展的影響與對應之解方 文/ 張守豐 編/ 張琬婷

今天我們發布了一篇新文章：《嘗試使用超像素與貝茲曲線進行圖像向量化》。這篇文章深入探討了如何將傳統的點陣圖像轉換為更加清晰、便於縮放的向量圖像，避免了放大後模糊的問題。

文章中，我們使用了SLIC超像素算法進行圖像分割，並結合貝茲曲線來描繪超像素的邊界，最終生成向量化圖像。透過創新的方法，展示了如何提升圖像的解析度，同時減少文件的大小。

快來閱讀完整文章，了解更多關於圖像處理的技術細節吧！🔍✨

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嘗試使用超像素與貝茲曲線進行圖像向量化 文/蔡軒宇 編/ 梁瀚友

YRG 有14篇研究論文獲選於IRMMW-THz 2024發表，第十四篇來介紹由中山大學Rayko Stantchev教授主導合作發表的論文。

論文名稱: Analytical Expression For Enhanced Focusing Of Short Focal-length Spherical Lenses

太赫茲成像技術可應用於多個領域，包括半導體品質控制、疾病診斷、無損檢測和安全篩查等。支撐這些應用的是成像設計中使用的鏡頭，而普通的球面鏡頭存在球面像差，需要付出大量努力來消除這些像差。在這篇論文中，我們推導出一種對普通球面鏡頭公式的解析修正，該修正可以減小短焦鏡頭太赫茲鏡頭的焦點尺寸，並通過3D打印鏡頭來驗證其性能。

圖一: 左圖是普通平凸球面鏡頭的光線追跡模擬；右圖是修正後平凸球面鏡頭的光線追跡模擬。鏡頭焦距為5厘米，直徑為1.5英寸，折射率為1.455。紅色線條表示在鏡頭內部完全內部反射的光線。
圖二: 右左圖是普通平凸球面鏡頭在0.6THz頻率下的焦點傅里葉光學模擬；右圖是修正後平凸球面鏡頭在0.6THz頻率下的焦點傅里葉光學模擬。鏡頭焦距為5厘米，直徑為1.5英寸，折射率為1.455。顏色刻度表示電場的絕對值。

#論文

YRG 有14篇研究論文獲選於IRMMW-THz 2024發表，第十三篇來介紹第一作者為Seyed Mostafa Latifi同學發表的論文。

論文名稱: 3D Printed Hybrid Diffuser-Lens Towards Compact Speckle-free Sub-THz Imaging

斑點雜訊和系統複雜性限制了亞太赫茲（sub-THz）成像在非破壞和非侵入性分析中的潛力。 為了解決這些問題，我們介紹了一種經濟的3D打印混合散射透鏡組件。通過結合散射器和透鏡的功能，我們的方法顯著減少了斑點雜訊，提高了成像質量，並且最小化了整個系統的尺寸。這種設計在空間解析度和緊湊性方面的改進，顯著提升了瞬時亞太赫茲成像的能力。

圖片說明: (a) “Y”形, (d) “R”形, (g) “G”形3D打印測試物體的示意圖，用於各種實驗配置： (b), (e), (h) 沒有混合散射透鏡； (c), (f), (i) 有混合散射透鏡。

#論文

YRG 有14篇研究論文獲選於IRMMW-THz 2024發表，第十二篇來介紹第一作者為林睿奇研究助理發表的論文。

論文名稱: Deep Learning Terahertz Spectroscopy For Non-Invasive Traditional Chinese Medicine Identification

本研究由YRG與衛生服務處中醫藥研究所合作，旨在開發一應用太赫茲光譜技術進行人蔘與西洋蔘的分辨。兩者除生長地區不同之外(前者多生長於朝鮮半島、中國東北地區；後者多生長於美加西海岸)，於中藥性乃至價格上亦有相當大的分別。
傳統進行兩者分辨多透過外觀或是性狀分別，仰賴大量專業知識以及經驗，難以量化分析且常有主觀誤判情形。近年來隨著科學中藥觀念的普及，色層圖譜鑑別一類的分析化學技術被應用於中藥材的分析中。該類技術雖然可以進行量化分析，然往往需要專業人員花費大量破壞性樣品前處理，並須搭配昂貴分析設備，且僅能呈現藥材中單一或部分成分的訊息，實際上難以應用於實驗室以外場域。
考量以上限制，本研究工作以「快速鑑別中藥材真偽和質量優劣新技術，提供中藥材分析新方法和新標準研究」為宗旨，試圖在最小化樣品前處理的情形下，快速進行人蔘以及西洋蔘的分辨。在本研究中，通過將藥材進行粗磨、篩選、烘乾、打錠等步驟後，製成人蔘與西洋蔘之藥錠各21個。其後在本團隊開發之量測程序的輔助下，取得以上藥錠於太赫茲波段之複折射率，並最終將以上光譜資訊導入深度學習網路中進行訓練以及預測，其準確率達92.86%。
本研究作為太赫茲光譜學技術應用於中藥材分辨的初步評估研究，展示了太赫茲光譜學在未來可用於無損中藥材分辨的巨大潛力。

YRG 有14篇研究論文獲選於IRMMW-THz 2024發表，第十一篇來介紹第一作者為麥家銘同學發表的論文。

論文名稱: An Onsite Calibration Procedure For Accurate Electrical Constants Measurement With Terahertz Time-Domain Ellipsometry

本研究工作的主旨在於開發一個太赫茲時間解析偏光儀進行化學半導體薄膜電性量測的實地校正程序。
由於常見化半導電薄膜的電漿頻率落在太赫茲頻段中，太赫茲波在通過該薄膜與之發生的光-物質交互作用可使太赫茲光受到中等程度的吸收。因此，自2000年以來已經有許多發表應用太赫茲光譜學進行導電半導體薄膜的電性量測。
然而目前的技術在於量測的電性精準度不夠，而此缺陷來自於執行精準電性量測所需要的儀器精準度相當高。以使用太赫茲偏光儀來說，若要達到10%薄膜電阻率的精準度，偏光儀的入射角度誤差需小於0.3度。此限制使得太赫茲光譜學仍難以有效協助磊晶廠商進行薄膜品質監控。
有鑑於此，本團隊從機器學習理論中常使用的梯度下降演算法出發，將太赫茲偏光儀中的所有元件進行物理建模，並依據演算法的調整步驟逐一調整各光學元件，最終將薄膜電阻率誤差由43%降低至0.14%。
本研究預期將能夠協助磊晶製作廠商進行線上、無損、遠端、精準的磊晶晶片品質監控，同時降低量測儀器建置難度與成本。

#論文

YRG 有14篇研究論文獲選於IRMMW-THz 2024發表，第十篇來介紹第一作者為吳哲旻同學發表的論文。

論文名稱: First-Principles Simulation And FTIR Spectroscopy Of Ginsenoside RB1 In THz Range

人蔘廣泛被用於中藥當中。在人蔘的眾多成分當中，皂甘類的成分被認為是具有藥效的有效成分。在人蔘屬的不同品種當中，人蔘皂苷類分子的成分構成也會不一樣。
傅立葉轉換紅外線光譜分析法具有高頻寬及高解析度，是一種廣為應用於化學成分分析的技術。我們應用第一原理模擬當中的密度泛函理論(Gaussian 16)，從理論上模擬人蔘皂苷RB1的傅立葉轉換紅外線光譜分析法頻譜，並和實驗量測對照，以得到更可信的結果。最後，我們透過Gaussian 16的模擬計算得出了RB1分子在不同頻率的分子結構。小分子的分子結構對它們和其他有機分子的交互作用有關鍵的影響，因此對人蔘皂苷的立體結構的了解未來也有可能增進我們對人蔘藥性的了解。

YRG 有14篇研究論文獲選於IRMMW-THz 2024發表，第九篇來介紹第一作者為吳哲旻同學發表的論文。

論文名稱: Calibration and De-embedding Method for Millimeter Wave Free Space Measurement

自由空間量測方法具有非侵入、非破壞、非接觸、寬頻段、高解析度的特性，具有豐富的應用，但同時也容易受到環境影響及缺少可靠的校正方法，因此在準確度上受限。對於液態樣品或脆弱的樣品，由於樣品必須放置於樣品槽當中，因此需要以去嵌入的方法排除樣品槽為量測結果帶來的影響。我們將微波頻段、波導結構的校正方法及去嵌入方法應用於毫米波、自由空間的量測上，並且以固態及液態的樣品來驗證我們的方法，並得到和接觸式或是窄頻段的量測方法相近的結果。

YRG 有14篇研究論文獲選於IRMMW-THz 2024發表，第八篇來介紹第一作者為Pouya Torkaman同學發表的論文。

論文名稱: Low Complexity Volterra Equalizer For Terahertz Radio-over-Fiber Communication Systems

高速太赫茲 (THz) 通訊系統在傳輸性能方面面臨線性和非線性損耗的挑戰。雖然 Volterra 非線性等化器 (VNLE) 顯著提升了高速太赫茲訊號的性能，但其龐大的計算複雜度阻礙了實際應用。為此，我們提出並實驗驗證了一種修剪的 Volterra 非線性等化器 (PVNLE)。我們的方法包括辨識並消除第二階 VNLE 中不重要的權重係數，有效降低計算複雜度，同時保持等化器性能。與傳統的 VNLE 相比，我們提出的方法在位元錯誤率 (BER) 方面表現相似，計算複雜度顯著降低了 70%。

YRG 有14篇研究論文獲選於IRMMW-THz 2024發表，第七篇來介紹第一作者為Seyed Mostafa Latifi同學發表的論文。

論文名稱: High Refractive Index Material For 3D Printing THz Passive Devices

太赫茲（THz）技術在非侵入性成像、光譜分析和高速通信等應用中具有巨大潛力。定制THz場以提高成像精度和通信效率是主要目標。然而，由於製造挑戰和THz範圍內材料的光學特性，目前的THz操控裝置面臨著限制。在本研究中，我們引入了一種簡便的方法來製備具有高折射率的3D打印複合樹脂，使得THz被動元件的增材製造成為可能。這一進步使得緊湊型衍射和折射THz被動裝置從實驗室規模過渡到大規模實用應用。通過將金紅石型二氧化鈦納米粉末添加到基於丙烯酸酯的光敏樹脂中，我們成功地將折射率提高到1.95，同時在THz光譜範圍內保持了合理的透明度，這與理論預測一致。所製備的材料用於製造緊湊型THz聚焦透鏡，並在6G通信設置中對透鏡性能進行了精確的測試。我們的實驗結果證明了該材料在THz系統緊湊性方面的有效性。

#論文

YRG 有14篇研究論文獲選於IRMMW-THz 2024發表，第六篇來介紹由中山大學的Stantchev教授主導，並與YRG合作發表的論文。

論文名稱: Non-invasive THz Spectroscopy Of Skin: Frequency-domain Versus Time-domain Measurements

本研究由中山大學的Stantchev教授主導，並與YRG合作。該計畫的研究目的主要是應用太赫茲光譜學技術於非破壞式皮膚檢測上。在這領域已經有過往文獻使用脈衝式太赫茲時域光譜儀進行研究，然該儀器因為需要以超快飛秒雷射做為光源供應，因此在儀器成本上較為昂貴。相對應的，使用更為經濟也更為輕巧的太赫茲頻域光譜儀則未被探討過。本文由此展開，並試圖比較兩者在於偵測皮膚水分含量以及其光學常數之優劣。

#論文

YRG 有14篇研究論文獲選於IRMMW-THz 2024發表，第五篇來介紹第一作者為鄭盛元同學發表的論文。

論文名稱: Broadening Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) Application In 6G Radio-Over-Fiber (RoF) Terahertz Communication System

與馮開明教授實驗室碩士生鄭盛元合作，團隊建立了一個功率域非正交分頻多工 (Power-Domain NOMA) 的物理層sub-THz通訊系統架構，以優化頻譜效益 (Spectral Efficiency) 及模擬實際傳輸時的通訊狀況。該文描述了在實際的通訊情況下會有遠場與近場的用戶，並且離基地台較遠的用戶通常會收到比較差的訊號情況，重點在於將兩組訊號在功率域上做疊加，並且透過妥善分配功率使的遠場用戶的訊號品質能與近場用戶的訊號品質一樣，傳統上傳送兩個用戶的訊號時會再頻譜上面做劃分，這無疑使用了較多的頻譜資源，而此項技術在功率域疊加訊號，與傳統的分頻多工相比可以有兩倍的頻譜效益，為未來的太赫茲通訊帶來更多的頻譜資源可以使用。

#論文

YRG 有14篇研究論文獲選於IRMMW-THz 2024發表，第四篇來介紹第一作者為高浚育同學發表的論文。

論文名稱: Channel-Equalized Terahertz Compressed Sensing Imaging

在太赫茲成像系統裡，使用擴束準直光源的壓縮感知系統(compressed sensing)能夠提供快速乃至實時的成像速度，然而在拓展可視範圍時，光學系統上的非理想效應會漸趨明顯。我們透過對系統中非理想效應進行量測和表徵，建立等化模型並嵌入還原演算法來補償非均勻光源導致的光學資訊損失。相較過去同樣架構的成像系統提供了較大的可視範圍和系統容忍度，能夠在一定程度的非理想效應干擾下維持還原品質，降低光學部件的規格需求。

#論文

YRG 有14篇研究論文獲選於IRMMW-THz 2024發表，第三篇來介紹第一作者為苗軒維同學發表的論文。
論文名稱:Single-input Single-output Terahertz Communication System With Multi-channel Access

碩士生苗軒維等人團隊建立了一個實際的通訊系統架構以解決單一通訊通道面對的遮蔽效應。該文描述了在太赫茲波段中以325GHz為載波頻率所實現的通訊多通道整合技術。這個技術強調在單一輸入及單一輸出（Single-input single-outout）的系統中，使用數位訊號處理的方式進行通道整合。這在實際應用上，提供了一個解決由於高頻率所加劇的通道遮蔽效應（Channeling fading effect）的方法，並顯著提升通道傳輸的成功度以及提高通道流通量（Throughput）。

#論文

恭喜YRG專題生蔡軒宇，申請國科會大專學生研究專題計畫通過!

YRG 有14篇研究論文獲選於IRMMW-THz 2024發表，第二篇來介紹第一作者為吳劭軒研究助理發表的論文。

論文名稱: A Hybrid Optical-Electrical Neural Network for Terahertz Computational Imaging

太赫茲（THz）波由於其獨特的光學特性，在各種成像系統中得到應用，能夠穿透非金屬和非極性材料而不引起游離。然而，感測器的限制和嚴重的繞射效應限制了THz成像的應用。為了解決這些挑戰，我們提出了THz計算成像技術，利用全光神經網絡（AONN）和電子神經網絡（ENN）來構建變分自編碼器（VAE）。AONN在感測器限制以下壓縮信號，而ENN從壓縮數據中提取高質量成像。這種方法旨在超越感測器的限制並減輕THz成像中的繞射效應。

#論文

YRG 有14篇研究論文獲選於IRMMW-THz 2024發表，第一篇來介紹第一作者為吳劭軒研究助理發表的論文。

論文名稱:Cost-effective Diffuser for Speckle Mitigation in Sub-THz Real-time Imaging

太赫茲技術因其高穿透率和非游離特性而受到重視，但高吸收率和缺乏高強度光源系統是主要挑戰。亞太赫茲成為解決方案，其受極性物質吸收率較低，但面臨嚴重繞射問題，導致公分級以下細節扭曲。為改善此問題，我們開發了太赫茲擴散器，利用光斑理論降低空間同調性，提升非同調光源的效率。此技術允許快速成像，並顯著提高空間解析度至0.9至1.428線對/公分，實現少波長解析度。這種新方法為太赫茲成像技術開辟了新的應用前景，特別是在需要高解析度和快速成像的領域。

#論文

國際紅外毫米波-太赫茲會議（International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves，IRMMW-THz），將於9月1日至9月6日正式展開為期一週的太赫茲國際盛事。

自1974年起，IRMMW-THz已有近50年歷史，是世界公認歷史最悠久、規模最盛大、最頂級的國際太赫茲會議。今年第49屆會議將在澳洲珀斯舉辦，預計將有千人參與，其中包含世界各國頂尖學者們、業界專家及旗艦級太赫茲企業。

今年，YRG 與合作對象共有14篇研究論文獲選於IRMMW-THz發表。一直以來致力推廣太赫茲科學及技術，藉由IRMMW-THz年度太赫茲盛事，YRG將會精選數篇IRMMW-THz中的演講，以文字方式介紹給大家。敬請期待！

為獎勵國立清華大學學生學業表現優異暨品行優良者特設立國立清華大學「朱順一合勤」獎學金，限大學部三年級在學學生申請，且全校僅補助15名學生。

恭喜YRG專題生陳俊翰同學本次申請清華大學113 年第 25 屆朱順一合勤獎學金通過!

【精選好文】
地球上隱藏著一個神秘且令人驚嘆的生態系統 －熱泉生態系統。這些熱泉釋放出高溫且富含化學物質的水流，形成了獨特的環境，使得多樣化且極具適應性的生物得以生存。在這樣極端的條件下，微生物和各層級生物展現了非凡的適應能力和多樣性，揭示了生命的韌性和創造力。研究海底熱泉生態系統，不僅有助於我們了解地球的生命起源，也對極端環境下的生物學有深遠的影響。
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神奇的海底熱泉生態系 文/王仁宏 編/ 謝明翰

【精選好文】

航太工業、機器人、無人機已是一個發展許久的領域，隨著近年半導體的飛速發展，在性能更好的微控制器、控制IC的引入下，這類機械的響應變得更加快速，控制更加靈敏、精準。
雖然上述應用的工作條件、操作方式和實際硬體都不盡相同，但核心技術都離不開一個概念：「控制系統」。
生活中有許多應用控制系統的例子，舉凡飛行姿態控制、變壓器定電壓輸出、油門加速等等。
本文中將初步地介紹控制理論的數學模型，以及影響一控制系統表現的重要特性參數。

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淺談回授控制系統之模型與特性 文/高浚育 編/張琬婷

淺談回授控制系統之模型與特性 文/高浚育 編/ 張琬婷

#論文
Yang Research Group洪繹峻 (Yi-Chun Hung)在今年4月份成功將其研究(DLCT)發表於光學快訊(Optics Express)。
論文標題: Terahertz deep learning fusion computed tomography
(論文連結: https://opg.optica.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-32-10-17763&id=549509)

此研究簡要介紹：
太赫茲高穿透率與高生物安全性（Bio-safe）的特性，使其適合發展生物樣品與易破壞樣品的3D立體成像，但太赫茲易衍射繞射的特性，限制了目前太赫茲的3D成像品質。因此提升成像品質成了太赫茲3D成像應用上關鍵的問題。
為了解決這個問題，我們團隊與清大電機林嘉文教授團隊合作，提出一個深度學習模型（MS3-Unet）混合各種太赫茲不同維度的資訊，包括：時間，空間與頻率。透過混合這些互補資訊，該模型可以有效提升3D成像品質並同時降低照片中的雜訊。同時該模型的未來擴展性也極佳，該模型可以只經過微小的修改，即可應用於其他不同的太赫茲系統，來混合不同維度的太赫茲資訊。

每年利物浦大學組織不同學院開展海報日的社交型跨學科活動 (UoL Poster Day)，旨在提供在友好和支持的環境下，對於志趣相投的人可以互相學習、反饋、交換信息，了解更多互相正在進行的研究。此次活動聯合了三大學院：科學與工程學院 (Faculty of Science and Engineering)、人文社會科學學院 (Faculty of Humanities & Social Sciences)以及健康與生命科學學院 (Faculty of Health and Life Sciences)。活動結束後，每個學院會挑選出1名最佳海報獎 (Best Poster Prize)。

Yang Research Group雙聯博士生張藝耀 (Yiyao Zhang)於今年海報日獲得最佳海報獎，恭喜!

工業與應用數學學會 (SIAM, Society for Industrial and Applied Mathematics) 成立於1952年，是一個擁有14,000多名會員的非營利性國際組織，同時全球近500家學術、製造、研發、服務和咨詢機構、政府和軍事組織是該協會的會員，並出版近18個同行評審期刊和每年資助和舉辦近19場不同領域下的應用和計算數學國際會議。其旨在向其他能夠將數學理論應用於實踐、工業或科學的專業人士傳授有用的數學知識，並促進各種應用領域所需的應用數學和計算方法的發展。 https://www.siam.org/

https://www.siam.org/conferences/cm/conference/is24
工業與應用數學學會影像科學國際會議 (SIAM Conference of Imaging Science) 每兩年舉辦一次，主要關注對於當前不斷開發和改進的新設備下的成像挑戰。這些挑戰與影像的形成、獲取、壓縮、傳輸和分析有關，跨越了數學、物理學、工程學、生物學、醫學、統計學和數據科學等學科。對於這些挑戰的研究領域涵蓋了對於二維和三維影像的重建、增強、分割、分析、配准、壓縮、表示和跟蹤的相關數學和計算方法，這對科學、醫學、工程等許多領域至關重要。

今年五月底SIAM IS24在美國亞特蘭大召開，本實驗室博士生張藝耀協助組織兩場研討會 (MS26, MS34)， 並進行口頭報告。
會議議程： https://meetings.siam.org/program.cfm?CONFCODE=IS24

本次會議資助申請通過：
• 英國利物浦大學數學科學系 (Department of Mathematical Sciences, University of Liverpool, UK) Research Training Support Grant
• 倫敦數學協會 (LMS, London Mathematical Society) LMS Travel Grants for Early Career Researchers 2023/24
o 2022/23通過率為56%
o https://www.lms.ac.uk/grants/lms-travel-grants-early-career-researchers
• 英國數學及其應用研究所 (IMA, Institute of Mathematics and its Applications) IMA Small Grant Scheme 2024
o 每年20個名額
o https://ima.org.uk/support/grants/small-grant-scheme/
• 工業與應用數學學會 (SIAM, Society for Industrial and Applied Mathematics) SIAM Student Travel Awards
o https://www.siam.org/conferences/conference-support/siam-student-travel-awards

此次Yang Research Group學生團隊以實驗室發展多年的太赫茲(terahertz, THz)半導體元件技術作為參賽技術重點，贏得美光半導體創新競賽銀光獎。恭喜參賽同學：Pouya Torkaman (電子所博士生)、王文佑(電子所碩二生)、王譯杰(電子所碩二生)！

以太赫茲半導體元件為核心的太赫茲諸多應用中，可以幫助工業界進行非破壞性物體檢測成像，這意味著可在不損壞物體的情況下，觀察它們的內部結構和特性。這項太赫茲影像應用，這對於保護文物、醫學診斷和安全檢查等領域也都具有重要意義。太赫茲技術還可以用於化學成分的分析，這使得它在食品安全、藥品檢測和環境監測等方面具有巨大潛力。此外，太赫茲技術有望成為下一代無線通訊之重要核心技術，帶來更快資訊傳輸速度和更穩定的連接。這將推動智慧城市、物聯網和6G等領域的發展。本次競賽學生團隊開發出一種新型矽光子太赫茲天線，這項天線技術採用可與矽光子平台單晶整合的鍺錫(GeSn)合金四族材料。與傳統的天線相比，它具有可巨量生產特性、可與矽光子晶片及電子晶片整合特性且可適用於毫米波至太赫茲頻段。我們目標是不斷提升這項技術性能，並將其應用於通訊、感知和成像等領域，為人們的生活帶來更多的便利和可能性。

美光競賽簡介：
清大半導體學院與台灣美光攜手舉辦「美光半導體創新競賽」，旨在激勵學生探索半導體領域的創意和專業知識。透過競賽，參賽者將有機會與業界專家交流、展示他們的想法，並有機會獲得實踐和合作的機會，從而推動產業的發展和技術的創新。
連結：https://micron-mimoryawards.org.tw/

#論文
Yang Research Group研究助理吳劭軒 (Shao-Hsuan Wu)在今年3月份成功將其研究(DAISY)發表於光學快訊(Optics Express)。
論文標題: DaISy: diffuser-aided sub-THz imaging system
(論文連結: https://doi.org/10.1364/OE.516198)

此研究簡要介紹：
太赫茲由於其高穿透率與非游離的光學特性，使其一直是光學成像的發展重點之一，但其尚面臨一些挑戰，特別是極性物質(例如常見的各種形態水分子)的高吸收率，與缺乏高強度光源系統。因此，善用次太赫茲(sub-terahertz, sub-THz)波段成了這個領域發展應用的解決關鍵。但此波段卻面臨了一個更麻煩的問題：嚴重繞射。因此在公分等級以下的細節與結構都會因繞射而扭曲，造成分辨率低下，進而降低應用性。我們團隊提出了一個能簡單製作太赫茲擴散器的方法，並基於光斑理論(Speckle theory)，改善太赫茲擴散器在破壞空間同調性，使其太赫茲擴散器可以更加有效地獲取非同調光源，減少繞射的影響。另外，由於使用擴散器的方法，只須讓光通過就能達成其功效，因此可以達到即時高解析度太赫茲成像。