За останні десять років світ почав енергійно розвивати фотоніку Micro-Nano і її технологію, поєднуючи оптоелектронну технологію з нанотехнологіями, а також модернізацію існуючої оптоелектронної технології. Від основних теорій, функціональних пристроїв зі структурами Micro-Nano до інтегрованих додатків системи фотоніки Micro-Nano та технології придбання зображень у реальному часі з високою роздільною здатністю, у сфері фотоніки Micro-Nano та інтеграції оптоелектронних пристроїв з'явилася велика кількість інноваційних принципів, методів і технологій. Очікується реалізувати безліч нових функціональних пристроїв за шкалою Micro-Nano, відкривши нову платформу для інструментальної технології нового покоління.
Основна теорія: Коли характерний розмір структури Мікро-Нано досягає нанометра або навіть атомного масштабу, зміняться параметри матеріалу в рівняннях макро Максвелла, що призведе до різних спеціальних оптичних ефектів, таких як локалізація світлового поля, що порушує межу дифракційного випромінювання, підвищення електромагнітного поля, підвищення випромінювання, поглинання / передача / покращення відбиття, нелінійне посилення ефекту, ефект повільного освітлення, еквівалентний середній ефект глибокої підхвильової структури тощо. Ці спеціальні оптичні ефекти важко пояснити, використовуючи традиційні оптичні теорії, і різні фізичні процеси в різних структурах повинні бути спеціально розглянуті. Уточнення фізичного механізму цих спеціальних оптичних ефектів забезпечить теоретичне керівництво для проектування фотонічних пристроїв Micro-Nano. У той же час, в фотонічій структурі Micro-Nano, завдяки сильному локальному ефекту світлового поля, посилюється зчеплення між світловим полем та іншими фізичними полями. Складна муфта між світлом, машиною, електрикою, теплом та іншими багатофізиковими полями також потребує вирішення шляхом розробки відповідних теорій і алгоритмів. Наразі міжнародне співтовариство змогла розібратися з деякими проблемами багатофізики, але далеко не досягає рівня повного вирішення проблеми.
Функціональні пристрої: функціональні пристрої фотоніки Micro-Nano можуть реалізувати генерацію світла, трансмісію, регулювання; виявлення та зондування за шкалою Micro-Nano, і мають переваги невеликих розмірів, швидкої швидкості та подолання традиційної межі дифразії. В даний час нові оптоелектронні функціональні пристрої Micro-Nano на основі нанофотонних хвильових гід, фотонічних кристалів, поверхневих плазмонів і штучних електромагнітних метаматеріалів можуть контролювати світлове поле за шкалою Micro-Nano для отримання дивних електромагнітних характеристик і дисперсійних характеристик, а також використовувалися для попереднього реалізації мікро-наномасштабних інтегрованих джерел світла, всеоптичних вимикачів, оптичних вимикачів, оптичних вимикачів, оптичних модуляторів і т.д. На основі оптоелектронних пристроїв на основі арсеніду галію, фосфіду індію, нітриду галію та інших неорганічних напівпровідникових матеріалів, подальша розробка нових композитних наноелектронних матеріалів і технології мікро-нанообробки та технології інтеграції різних неоднорідних оптоелектронних матеріалів є поточним міжнародним дослідженням Hot spot. Крім того, функціональні пристрої з використанням органічних напівпровідникових матеріалів, таких як OLEDs, органічні тонкоплівки сонячних елементів (OSC), органічні тонкоплівки транзистори (OTFT) і т.д., також отримали велику увагу від академічних і промислових кіл.
Системне застосування: Конструкція структури Micro-Nano дозволяє ефективно підвищити ефективність перетворення фотоелектричної енергії, і застосовується до підвищення ефективності фотоелектричного перетворення сонячних елементів; штучний композитний носій, що складається з субхвильової структури, може виробляти електромагнітну стелс, оптичний обман тощо. Нові фізичні явища мають важливі застосування при виявленні і анти-виявленні оптичних сигналів; оптична технологія візуалізації мікроскопії з роздільною здатністю нанометра має важливі застосування в областях біомедичної візуалізації, зберігання інформації, точної літографії, аналізу матеріалу і т.д.; Наноструктури джерела можуть реалізувати біосенсори високої чутливості, які в даний час широко використовуються при біомедичних виявленнях і ранній діагностиці захворювання; Фотонічні чіп-системи Micro-Nano можуть досягати інтегрованих надвисокоточних стандартів частоти (часу) для задоволення малих супутників, ракет і вимог до портативних пристроїв; на основі наноструктурованих оптичних хвильових гід і фотонічних метаматеріалів Micro-Nano можна досягти різноманітних ефектів 3D-дисплея, забезпечуючи нові ідеї для розробки систем 3D-дисплея неозброєним оком; управління кондиціонером на основі структур Micro-Nano може бути розроблений Нові мультиплексні розміри, включаючи орбітальний кутовий імпульс (OAM) одновимірний режим простору і променевий перетин двовимірного поперекового режиму просторового мультиплексування (MDM), мають потенціал, щоб знову значно збільшити пропускну здатність оптичної передачі інформації; на основі реалізації фемтосекундного лазера Система обробки Мікро-Нано може виробляти складні тривимірні оптичні структури Micro-Nano, що забезпечує можливість комплексної інтеграції оптоелектронних мікросхем.
