V zadnjih desetih letih je svet začel intenzivno razvijati fotoniko Micro-Nano in njeno tehnologijo, ki združuje optoelektronsko tehnologijo z nanotehnologijo in nadgrajuje obstoječo optoelektronsko tehnologijo. Od osnovnih teorij, funkcionalnih naprav s strukturami Micro-Nano do integriranih sistemskih aplikacij Micro-Nano fotonike in tehnologije za pridobivanje slik v realnem času visoke ločljivosti se je na področju fotonike Micro-Nano pojavilo veliko inovativnih načel, metod in tehnologij in integracija optoelektronskih naprav. Pričakovati je, da bo uvedel številne nove funkcionalne naprave na lestvici Micro-Nano, kar bo odprlo novo platformo za novo generacijo instrumentne tehnologije.
Osnovna teorija: Ko značilna velikost strukture Micro-Nano doseže nanometer ali celo atomsko lestvico, se bodo parametri materiala v makro Maxwellovih enačbah spremenili, kar bo povzročilo različne posebne optične učinke, kot je lokalizacija svetlobnega polja, ki prekine difrakcijo meja, izboljšanje elektromagnetnega polja, izboljšanje sevanja, izboljšanje absorpcije / prenosa / odboja, izboljšanje nelinearnega učinka, učinek počasne svetlobe, enakovreden učinek medija v globoki strukturi podvalovnih dolžin itd. je treba posebej upoštevati različne fizikalne procese v različnih strukturah. Pojasnitev fizičnega mehanizma teh posebnih optičnih učinkov bo zagotovila teoretična navodila za zasnovo fotonskih naprav Micro-Nano. Hkrati se v fotonski strukturi Micro-Nano zaradi močnega lokalnega učinka svetlobnega polja okrepi spenjanje med svetlobnim poljem in drugimi fizičnimi polji. Kompleksno povezavo med svetlobo, stroji, elektriko, toploto in drugimi večfizičnimi področji je treba rešiti tudi z razvojem ustreznih teorij in algoritmov. Trenutno se je mednarodna skupnost lahko spoprijela z nekaterimi problemi povezave več fizik, vendar še zdaleč ni dosegla ravni popolne rešitve problema.
Funkcionalne naprave: Funkcije Micro-Nano photonics lahko realizirajo proizvodnjo, prenos, regulacijo svetlobe; zaznavanje in zaznavanje na lestvici Micro-Nano ter imajo prednosti majhnosti, hitre hitrosti in premagovanja tradicionalne meje difrakcije. Trenutno lahko nove optoelektronske funkcionalne naprave Micro-Nano, ki temeljijo na nanofotonskih valovodih, fotonskih kristalih, površinskih plazmonih in umetnih elektromagnetnih metamaterialih, lahko nadzorujejo svetlobno polje na lestvici Micro-Nano, da ustvarijo čudne elektromagnetne odzivne in disperzijske lastnosti, in so bile uporabljene za predhodno uresničiti integrirane svetlobne vire v mikro-nano merilu, optična stikala, optična stikala, optične modulatorje itd. Na podlagi optoelektronskih naprav na osnovi galijevega arzenida, indijevega fosfida, galijevega nitrida in drugih anorganskih polprevodniških materialov je treba nadaljevati razvoj novi kompozitni Nano optoelektronski materiali in tehnologija obdelave Micro-Nano ter tehnologija integracije različnih heterogenih optoelektronskih materialov je trenutno mednarodna raziskava Hot spot. Poleg tega so akademski in industrijski krogi veliko pozornosti posvetili tudi funkcionalnim napravam, ki uporabljajo organske polprevodniške materiale, kot so OLED, organske tankoplastne sončne celice (OSC), organske tankoslojne tranzistorje (OTFT) itd.
Sistemska uporaba: Zasnova strukture Micro-Nano lahko učinkovito izboljša učinkovitost pretvorbe fotoelektrične energije in se uporablja za izboljšanje učinkovitosti fotovoltaične pretvorbe sončnih celic; umetni kompozitni medij, sestavljen iz strukture podvalovnih dolžin, lahko povzroči elektromagnetno prikritost, optično prevaro itd. Novi fizični pojavi imajo pomembno vlogo pri zaznavanju in odkrivanju optičnih signalov; optična mikroskopska slikovna tehnologija z nanometrsko ločljivostjo ima pomembne aplikacije na področju biomedicinskega slikanja, shranjevanja informacij, natančne litografije, analize materiala itd .; Izvorne nanostrukture lahko realizirajo visoko občutljive biosenzorje, ki se trenutno pogosto uporabljajo pri biomedicinskem odkrivanju in zgodnji diagnozi bolezni; Sistemi fotonskih čipov Micro-Nano lahko dosežejo integrirane standarde ultra-natančne frekvence (časa) za izpolnitev majhnih satelitov, raket in zahtev za prenosne naprave; na podlagi nano-strukturiranih optičnih valovodov in foto-metamaterialov Micro-Nano je mogoče doseči različne 3D prikazovalne učinke, ki ponujajo nove ideje za razvoj 3D prikaznih sistemov s prostim očesom; lahko se razvije nadzor klimatizacije na osnovi struktur Micro-Nano Nove dimenzije multipleksiranja, vključno z enodimenzionalnim načinom delovanja fotona orbitalnega kotnega momenta (OAM) in dvodimenzionalnim prostorskim multipleksiranjem v prečnem prerezu žarka dvodimenzionalnega prostorskega multipleksiranja (MDM) spet močno povečati zmogljivost optičnega prenosa informacij; na osnovi femtosekundne laserske izvedbe Obdelovalni sistem Micro-Nano lahko tvori zapletene tridimenzionalne optične strukture Micro-Nano, kar ponuja možnost zapletene optoelektronske integracije čipov.
