In de afgelopen tien jaar is de wereld begonnen met de krachtige ontwikkeling van Micro-Nano-fotonica en de bijbehorende technologie, door opto-elektronische technologie te combineren met nanotechnologie en de bestaande opto-elektronische technologie te upgraden. Van basistheorieën, functionele apparaten met micro-nanostructuren tot geïntegreerde micro-nanofotonica-systeemtoepassingen en realtime beeldacquisitietechnologie met hoge resolutie, er is een groot aantal innovatieve principes, methoden en technologieën naar voren gekomen op het gebied van micro-nanofotonica. en opto-elektronische apparaatintegratie. Er wordt verwacht dat het een verscheidenheid aan nieuwe functionele apparaten op micro-nanoschaal zal realiseren, waardoor een nieuw platform wordt geopend voor een nieuwe generatie instrumenttechnologie.
Basistheorie: wanneer de karakteristieke grootte van de micro-nanostructuur de nanometer of zelfs de atomaire schaal bereikt, zullen de materiaalparameters in de macro Maxwell-vergelijkingen veranderen, wat resulteert in verschillende speciale optische effecten, zoals de lokalisatie van het lichtveld dat de diffractie doorbreekt limiet, elektromagnetisch veldverbetering, stralingsverbetering, absorptie / transmissie / reflectieversterking, niet-lineaire effectverbetering, langzaam lichteffect, equivalent gemiddeld effect van diepe subgolflengtestructuur, enz. Deze speciale optische effecten zijn moeilijk uit te leggen met behulp van traditionele optische theorieën, en verschillende fysieke processen in verschillende structuren moeten specifiek worden overwogen. Door het fysieke mechanisme van deze speciale optische effecten te verduidelijken, wordt een theoretische leidraad geboden voor het ontwerp van fotonische micro-nanotoestellen. Tegelijkertijd wordt in de Micro-Nano fotonische structuur, vanwege het sterke lokale effect van het lichtveld, de koppeling tussen het lichtveld en andere fysieke velden versterkt. De complexe koppeling tussen licht, machine, elektriciteit, warmte en andere multifysische velden moet ook worden opgelost door de ontwikkeling van overeenkomstige theorieën en algoritmen. Op dit moment is de internationale gemeenschap in staat geweest om enkele multifysische koppelingsproblemen aan te pakken, maar ze is nog lang niet zover dat het probleem volledig is opgelost.
Functionele apparaten: functionele apparaten van Micro-Nano-fotonica kunnen lichtopwekking, -transmissie en -regeling realiseren; detectie en detectie op micro-nano-schaal, en hebben de voordelen van kleine afmetingen, hoge snelheid en het overwinnen van de traditionele diffractielimiet. Momenteel kunnen nieuwe Micro-Nano opto-elektronische functionele apparaten op basis van nanofotone golfgeleiders, fotonische kristallen, oppervlakteplasmonen en kunstmatige elektromagnetische metamaterialen het lichtveld op micro-nanoschaal regelen om vreemde elektromagnetische respons- en dispersiekarakteristieken te produceren, en ze zijn gebruikt voor inleidend Realiseer Micro-Nano-schaal geïntegreerde lichtbronnen, volledig optische schakelaars, optische schakelaars, optische modulatoren, etc. Op basis van opto-elektronische apparaten op basis van galliumarsenide, indiumfosfide, galliumnitride en andere anorganische halfgeleidermaterialen, de verdere ontwikkeling van nieuwe samengestelde Nano-opto-elektronische materialen en Micro-Nano-verwerkingstechnologie en integratietechnologie van een verscheidenheid aan heterogene opto-elektronische materialen is het huidige internationale onderzoek Hotspot. Bovendien hebben functionele apparaten die organische halfgeleidermaterialen gebruiken, zoals OLED's, organische dunne-filmzonnecellen (OSC), organische dunne-filmtransistors (OTFT), enz., Ook uitgebreide aandacht gekregen van de academische en industriële kringen.
Systeemtoepassing: het ontwerp van de micro-nanostructuur kan de conversie-efficiëntie van foto-elektrische energie effectief verbeteren, en het wordt toegepast op de verbetering van de fotovoltaïsche conversie-efficiëntie van zonnecellen; het kunstmatige composietmedium dat is samengesteld uit een structuur met een subgolflengte kan elektromagnetische stealth, optische misleiding, enz. produceren. Nieuwe fysische verschijnselen hebben belangrijke toepassingen bij de detectie en anti-detectie van optische signalen; optische microscopie beeldvormingstechnologie met nanometerresolutie heeft belangrijke toepassingen op het gebied van biomedische beeldvorming, informatieopslag, precisielithografie, materiaalanalyse, enz .; Bronnanostructuren kunnen hooggevoelige biosensoren realiseren, die momenteel veel worden gebruikt bij biomedische detectie en vroege ziektediagnose; Micro-Nano fotonische chipsystemen kunnen geïntegreerde ultrahoge precisie frequentie (tijd) standaarden behalen om te voldoen aan kleine satellieten, raketten en vereisten voor draagbare apparaten; op basis van nanogestructureerde optische golfgeleiders en micro-nanofotonische metamaterialen, kan een verscheidenheid aan 3D-weergave-effecten worden bereikt, wat nieuwe ideeën oplevert voor de ontwikkeling van 3D-weergavesystemen met het blote oog; klimaatregeling op basis van micro-nanostructuren kan worden ontwikkeld. de transmissiecapaciteit van optische informatie aanzienlijk vergroten; gebaseerd op femtoseconde laserimplementatie Het Micro-Nano-verwerkingssysteem kan complexe driedimensionale Micro-Nano optische structuren produceren, wat de mogelijkheid biedt voor complexe opto-elektronische chipintegratie.
