Nonlinear optical effects of dye-polymer materials, Hyper-Rayleigh scattering of organic and nano particle materials, Optical poling of organic polymers, Electrical poling of organic polymers, Two-photon absorption of dye materials, Three-dimensional optical data storage, Multi-photon fluorescence microscopy, Photon-induced nonlinear optical phenomena in organic polymer materials, Electrical and optical properties of organic light emitting materials, Ultra-fast dynamics of organic materials.
        光電材料的非線性光學性質是本人的研究興趣，而研究的內容包括了有機與無機材料的二階與三階非線性光電性質。由於 非線性光電性質具有極大的潛力可以應用於許多光電元件，例如：二階的非線性 光電性質即可應用於光電調制器，倍頻器及光學資料儲存器等元件中，而三階的 非線性光電性質可以運用於光學開關，光學信號處理器及光學邏輯元件等，所以我的 研究重點也著重在了解光電材料之非線性光電性質應用於上述各種元件的可行性。在 二階非線性光電性質部份，我應用超瑞利 散射 ( hyper-Rayleigh scattering )實驗 研究有 機染 色分子的 超極 化係數β( hyper-polarizability)，並比較分子結構對其β值的影響。由實驗的結果了解分子的β值與分子的共軛長度，分子內之電荷轉移能力及電子之施體受體強度等因素之關係。另外，我們也進行"去偏光超瑞利散射" ( depolarized hyper-Rayleigh scattering )實驗量測分子不同的β張量比值並 了解其與分子結構間之關係。由有系統的量測有機分子的β值將有助於尋找 最適當的有機分子運用於上述各類的二階非線性光電性元件。此外，我們也研究 無機材料的二階非線性光電性質，在此部份中 鈮酸鉀環型共振腔倍頻晶體被用於轉換半 導體雷射的近紅外線雷射光至藍光波長。經由 外腔式的共振倍頻效應，我們已 成功的生成藍光雷射，而 最高的功率高達 0.3m W。此實驗中，藍光雷射的穩定性決定於近紅外線雷射之入射頻率是否與鈮酸鉀共振腔的共振頻率吻合? 由於入射近紅外 線雷射光頻率常 因供應電流及溫度效應而改變，因此我們 使用電子回饋鎖頻方法使入射近紅外線雷射頻率鎖定於共振腔的共振頻率，已提高藍光雷射的穩定度。在此實驗中，我們也利用干涉原理可以精確的量測鈮酸鉀晶體之折射率對應溫度的變化率。
       在三階非線性光電性質的研究主要是與 黃澤祥 教授共同合作，應用超短的飛秒脈衝(femto second pluse)雷射進行光克爾( Kerr )實驗了解簡單液體分子在非平衡狀態下之動態運動。由於我們可以壓縮鈦-藍寶石雷射脈衝至25飛秒(1飛秒=10-15秒)，所以許多分子的超快運動現象均可由此實驗解析清楚。基本上，我們可觀察到分子間的運動、分子內的電子運動（此兩部份詳見 黃澤祥 教授之介紹）及分子內的振動運動.由於超短脈衝雷射擁有極寬頻譜，所以任意二個飛秒入射光場之頻率差等於分子 振動躍遷頻率時，即可共振激發分子的振動運動。在此種狀況下觀察克爾信號 對應時間的演化可清晰得到週期性的振盪，而此週期性的振盪乃是由於 二個同調的克爾信號其頻率差等於分子振動躍遷頻率時所造成之量子干涉(quantum interference )效應。此外，我們也藉著此實驗研究分子中電子及原子核對極短的光脈衝的響應，並進一步了解 電子及聲子的偶合(electron-phonon coupling)效應。