През последните десет години светът започна енергично да развива Micro-Nano фотониката и нейната технология, комбинирайки оптоелектронната технология с нанотехнологиите и надграждайки съществуващата оптоелектронна технология. От основни теории, функционални устройства със структури Micro-Nano до интегрирани приложения за фотоника на Micro-Nano и технология за получаване на изображения с висока разделителна способност в реално време, в областта на Micronano фотониката се появиха голям брой иновативни принципи, методи и технологии и интеграция на оптоелектронни устройства. Очаква се да реализира редица нови функционални устройства в мащаба Micro-Nano, отваряйки нова платформа за ново поколение приборна технология.
Основна теория: Когато характерният размер на структурата Micro-Nano достигне нанометъра или дори атомната скала, параметрите на материала в макроуравненията на Максуел ще се променят, което води до различни специални оптични ефекти, като локализирането на светлинното поле, нарушаващо дифракцията граница, усилване на електромагнитното поле, подобряване на радиацията, подобряване на абсорбцията / предаването / отражението, подобряване на нелинейния ефект, ефект на бавна светлина, еквивалентен среден ефект на дълбока структура на дължина на вълната и др. Тези специални оптични ефекти са трудни за обяснение с помощта на традиционните оптични теории и различни физически процеси в различни структури трябва да бъдат специално разгледани. Изясняването на физическия механизъм на тези специални оптични ефекти ще даде теоретични насоки за проектирането на фотонните устройства Micro-Nano. В същото време в фотонната структура Micro-Nano, поради силния локален ефект на светлинното поле, се засилва връзката между светлинното поле и други физически полета. Сложното свързване между светлина, машина, електричество, топлина и други мултифизични области също трябва да бъде решено чрез разработването на съответни теории и алгоритми. Понастоящем международната общност успя да се справи с някои проблеми, свързани с много физика, но далеч не е достигнала нивото на цялостно решаване на проблема.
Функционални устройства: Функционалните устройства на Micro-Nano photonics могат да реализират генериране, предаване, регулиране на светлината; откриване и засичане в мащаба Micro-Nano и имат предимствата на малкия размер, бързата скорост и преодоляването на традиционната граница на дифракция. Понастоящем новите оптоелектронни функционални устройства Micro-Nano, базирани на нанофотонни вълноводи, фотонни кристали, повърхностни плазмони и изкуствени електромагнитни метаматериали, могат да контролират светлинното поле в скалата Micro-Nano, за да произвеждат странни електромагнитни характеристики и дисперсия и са били използвани за предварителна реализация на микро-наномащабни интегрирани източници на светлина, изцяло оптични превключватели, оптични превключватели, оптични модулатори и др. На базата на оптоелектронни устройства на базата на галиев арсенид, индий фосфид, галиев нитрид и други неорганични полупроводникови материали, по-нататъшното развитие на нови композитни нано оптоелектронни материали и технология за обработка на микро-нано и технология за интегриране на различни хетерогенни оптоелектронни материали е актуалното международно изследване Hot spot. В допълнение, функционалните устройства, използващи органични полупроводникови материали, като OLED, органични тънкослойни слънчеви клетки (OSC), органични тънкослойни транзистори (OTFT) и др., Също са получили голямо внимание от академичните и индустриалните кръгове.
Приложение на системата: Дизайнът на структурата Micro-Nano може ефективно да подобри ефективността на преобразуване на фотоелектрическата енергия и се прилага за подобряване на ефективността на фотоволтаичното преобразуване на слънчевите клетки; изкуствената композитна среда, съставена от структура с дължина на вълната, може да създаде електромагнитни стелтове, оптични измами и др. Новите физически явления имат важно приложение при откриването и антидетекцията на оптични сигнали; технологията за оптична микроскопия с изображения с нанометрова разделителна способност има важни приложения в областта на биомедицинските изображения, съхранението на информация, прецизната литография, анализ на материали и др .; Изходните наноструктури могат да реализират високочувствителни биосензори, които в момента се използват широко при биомедицинско откриване и ранна диагностика на заболяването; Системите за фотонен чип Micro-Nano могат да постигнат интегрирани стандарти за свръхвисока точност на честотата (времето), за да отговорят на малки спътници, ракети и изисквания за преносими устройства; въз основа на Nano-структурирани оптични вълноводи и Micro-Nano фотонни метаматериали, могат да бъдат постигнати разнообразни 3D дисплейни ефекти, предоставящи нови идеи за развитието на 3D дисплей с невъоръжено око; може да се разработи контрол на климатизацията, базиран на Micro-Nano структури. Новите мултиплексиращи размери, включително фотонен орбитален ъглов импулс (OAM), едноизмерен режим на пространство и напречно сечение на лъча, двуизмерен напречен режим, пространствено мултиплексиране (MDM), имат потенциал да увеличете значително отново оптичния капацитет за предаване на информация; на базата на фемтосекундна лазерна реализация Системата за обработка Micro-Nano може да създаде сложни триизмерни оптични структури Micro-Nano, което предоставя възможност за сложна интеграция на оптоелектронни чипове.
