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超快超寬頻雷射模組石墨烯與摻鉻光纖於人工智慧辨識生醫影像之研究

  • 刊登日期: 2019-03-12
執行方法及步驟 本計畫自組開發全光纖掃頻式光學同調斷層顯微系統(SS-OCT)，其具備5-μm高解析度影像分辨率、掃描速率1-MHz、系統靈敏度40-dB。並且有搭載人工智慧辨識系統，是生物研究與臨床上的重要工具。本計畫開發之光纖式SS-OCT系統光源是使用飛秒級摻鉻光纖鎖模雷射，進一步搭配色散補償光纖，完成超寬頻摻鉻掃頻雷射光源。再搭配快速二維固態掃描晶片，發展出非侵入高解析度光纖式SS-OCT模組，成為生物研究與臨床上的重要工具最後外掛上開發之人工智慧辨識系統，檢測動物皮膚組職可辨識準確率為85%以上。
執行績效 未來申請計畫：
  1. 科技部新人專題計畫，450萬/三年 。(申請中)
  2. 經濟部SBIR計畫，2000萬/二年 。(申請中)
  3. 科技部價創計畫，4000萬/一年 。(申請中)
已申請計畫：
  1. 中興大學委託研究計畫，25萬/一年。( 108.08-109.07, 執行中)
  2. 中興大學委託研究計畫，58萬/一年。(108.12-109.11, 執行中)
SCI期刊論文：
  1. Z. Tian, L.Q. Zhang, H.M. Zhou, D. Yan, C.K. Yao, N.K. Chen, S.K. Liaw, C.N. Liu, H.S. Yu, and M. Zhao, “Tm3+-Doped Harmonic Dissipative Soliton Mode-Locked Fiber Laser at 1.93 μm Based on Tungsten Disulfide in Anomalous Dispersion Regime,” IEEE Access, Vol. 7, pp. 170185-170191, Nov. 2019. (IF=4.098, Rank 12%)
  2. C.N. Liu, J.W. Li, Y.H. Tung, C.C. Yang, W.C. Cheng, S.L. Huang, and W.H. Cheng, “Enhancement of Tetrahedral Chromium (Cr4+) Concentration For High-Gain in Single-Mode Crystalline Core Fibers,” IEEE Photonics Journal, Nov. 2019. (Accepted)
  3. C.N. Liu, H.Y. Su, K.S. Hsiao, N.K. Chen, C.Y. Yeh, S.L. Huang, and W.H. Cheng, "New Scheme of Mode-Locked Cr-Doped Fiber Laser Employing Reduced Graphene Oxide," J. Lightw. Technol., Nov. 2019. (Under Review).
國際會議論文：
  1. C.M. Liu, J.W. Li, C.N. Liu, W.C. Cheng, Charles Tu, T.T. Shih, S.L. Huang, and W.H. Cheng, “Tetrahedral-Cr Enhancement Employing Dielectric Coating for Higher Gain of Broadband Cr-Doped Fiber Amplifiers,” OFC Conference, San Diego, CA, USA, Mar. 8-12, 2020.
  2. Y.H. Chen, C.N. Liu, K.S. Hsiao, C.Y. Yeh, and W.H. Cheng, "Fabrication and Performance of Mode-Locked Cr-Doped Fiber Laser Employing Graphene Saturable Absorber," OPTIC conference, Taichung, Taiwan, 5-7 Dec. 2019.
  3. H.Y. Su, C.N. Liu, N.K. Chen, Charles Tu, W.H. Cheng, "New Scheme of Mode-Locked Laser by Broadband Cr-Doped Fiber and Graphene," OECC/PSC conference, 19009763, Fukuoka, Japan, 7-11 Jul. 2019.
結論與建議 計畫執行已完成：
(1) 飛秒級摻鉻光纖鎖模雷射，具備118-fs脈衝寬度、32-nm脈衝頻寬、15.9-MHz重複率與295-mW平均輸出功率等雷射特性。
(2) 全光纖掃頻式光學同調斷層顯微系統(SS-OCT)，其具備3-μm高解析度影像分辨率、掃描速率1-MHz、系統靈敏度40-dB。
(3) 人工智慧辨識系統，檢測動物皮膚組職可辨識準確率為85%以上。
(4) 本計畫共同主持人劉浚年教授於2019年9-11月前往加州大學聖地牙哥分校Prof. Fainman實驗室進行學術訪問，雙方就本計畫研究基礎，往後延伸研究申請計畫。
(5) 已與廠商技術對接成功，立綺公司提供83萬研究經費。
(6) 期刊論文2篇、國際會議論文3篇。

未來持續申請計畫，針對摻鉻光纖鎖模雷射與快速二維固態掃描晶片零組件進行研究，爭取更多研究經費。摻鉻光纖鎖模雷射可從雷射加工方面執行與開發；快速二維固態掃描晶片則以光學相位控制光達方面執行與開發：全光纖掃頻式光學同調斷層顯微系統申請科技部專題計畫，分別申請產學計畫。
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