國立成功大學太空與電漿科學研究所

Institute of Space and Plasma Sciences

National Cheng Kung University

- 實驗室 -

本所為台灣唯一投入磁化電漿研究的研究所,擁有台灣首座磁化電漿實驗室,該設施也是本所核心實驗室。直徑為40公分、長度為1.5米、磁場最大強度為2 kG,能產生電子密度約10^9~10^11 cm^(-3)的電漿,利用Magnetron振盪器可以將電漿加熱到50 eV (約50萬度K以上)的高溫,以研究核融合能源研究與太空科學相關基礎磁化電漿物理實驗。

台灣ERG數據中心 (談永頤老師)

本所與中研院天文所共同參與日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的ERG科學衛星任務,研究團隊負責提供量測低能量電子分布的酬載(LEP-e),包含設計到開發製作,以及資料格式設定等。LEP-e為台灣自製的科學酬載中運行距離地球最遠的新記錄(到達地球磁層的高能輻射帶約三萬公里)。本中心負責數據資料整合工作,並獲得日方正式授權無償使用所有衛星相關資訊與科學資料(網址http://erg.ncku.edu.tw),台灣太空科學家可獲取ERG第一手觀測資料。

前瞻電漿研究中心 (談永頤老師)

2017年10月成立,希望以電漿科學為基礎,透過紮實的電漿物理知識,深入了解電漿研究在不同產業的應用,並培養跨領域整合人才,投入科技產業提高競爭力,促進台灣產業升級。中心主任為太空與電漿科學研究所談永頤教授,設有電漿產業應用、核融合與能源研究、太空電漿研究、數據分析研究共4個團隊。

脈衝電漿實驗室 (張博宇老師)

脈衝電漿系統可投入太空電漿噴流、太陽風與星球磁層交互作用、磁重聯等天文及太空的現象研究,也可進行國際上熱門的慣性控制核融合研究。該系統亦可產生軟性X射線及遠紫外線,也將投入X射線雷射之開發,目標將此光源應用於先進半導體製程中的微影技術。利用此系統驅動的x-pinch或氣態z-pinch可以產生空間同調的寬頻硬性X射線、軟性X射線及遠紫外線,在材料科學與醫學研究有許多應用。

電漿科學應用實驗室 (向克強老師)

本實驗室所進行的實驗主要在大氣壓力下,使用惰性氣體藉由石英管作介電質,施加電場以產生非熱平衡電漿。一般熱平衡電漿電子溫度與中性粒子溫度相同,而非熱平衡電漿具有電子溫度遠高於中性粒子溫度的特性,能夠產生更高密度且具電漿化學特性的活躍粒子,其電漿溫度還能維持接近於室溫。因此非熱平衡電漿在電漿醫療及半導體科技領域極具優勢。

D4太空實驗室 (張滋芳老師)

本實驗室主要研究方向為

  • 太空與電漿科學議題

  • 太空科學酬載開發

  • 太空儀器檢測驗證技術

太空電漿實驗腔 SPOC (公用儀器設備)

亞洲第二大太空電漿實驗腔,長3公尺、寬2公尺,艙內配有雙軸移動軌道、旋轉平台、兩組電漿源、石英加熱燈管與極紫外光源。工作壓力範圍 10^-7 - 10^-3 Torr,可產生電漿密度10^3-10^6 cm^(-3)、電子溫度 1000-2000 K與離子溫度300-1500 K,可模擬地表以上100-300 km高之太空環境。曾自主研發之太空科學酬載包含蘭摩爾探針(LP)、阻滯電位分析儀(RPA)、中性粒子分析儀(NPA)、電漿溫度探針(ETP)、電漿阻抗式探針(IP)、超熱電子能量分析儀(SPA)與磁阻型磁力計(MRM)。可以模擬電離層環境之太空電漿環境,為太空儀器發展之重要基礎設備。韓國科學技術院(KAIST)、國家太空中心、交大機械與本校航太系都曾合作使用此設備。

太空光學實驗室 (公用儀器設備)

包含實驗級防振光學桌(4 ft x 8 ft)、準直儀(Autocollimator)、標準光電二極體(Photodiode)與光度計、旋轉桌(Rotary Table)、三軸電腦控制座台(3-Axis Table)與控制器、積分球、透鏡組、標準測試片、6吋拋物面鏡與座台、4吋實驗級平面鏡與座台、光學零件、Diffuser、Pinhole、可調式狹縫、實驗級防潮箱、鹵素石英燈、氙氣弧燈、單光儀、光學精密滑軌、高精度電腦控制旋轉座台等。可支援國家太空中心與國外合作單位之酬載發展需要。

太空儀器實驗室 (公用儀器設備)

台灣第一座用於太空儀器組裝、校正、測試之實驗室。包括直徑1.5米真空實驗腔,真空度可達10^-7 torr,腔內包含1組三向旋轉桌。實驗室中的離子束將能提供130keV離子。該系統可用以培養台灣研發衛星與探空火箭實驗儀器的能力,發展實地及遙測儀器量測太空電漿,參與台灣與國外尖端太空實驗。