Nanofotonik är en gren av fotonik som studerar de fysiska processer som uppstår när fotoner interagerar med nanometerobjekt.
Även inom nanofotonik studeras utvecklingen av arkitekturer och teknologier för produktion av nanostrukturerade enheter för att generera , förstärka, modulera , sända och detektera elektromagnetisk strålning och enheter baserade på sådana enheter. Vi studerar också de fysiska fenomen som bestämmer funktionen hos nanostrukturerade enheter och som uppstår under interaktionen mellan fotoner och föremål i nanostorlek.
Målet med nanofotonik är utvecklingen av nanometerstora material (1-100 nm) med de senaste optiska egenskaperna och skapandet av fotoniska enheter baserade på dem. För närvarande anses nanofotonik som ett alternativ till modern elektronik . Användningen av fotoner vid överföring och bearbetning av information kommer att uppnå betydande fördelar på grund av den höga hastigheten och motståndskraften hos fotoniska kommunikationskanaler mot störningar. Nanofotoniska enheter inkluderar enheter som använder strukturer med dimensioner på 100 nm eller mindre. Sådana anordningar löser problemen med miniatyrisering av många optiska system. Nanofotoniska enheter är inte bara betydligt överlägsna elektroniska motsvarigheter , utan gör det också möjligt att framgångsrikt lösa problem i samband med värmegenerering och strömförsörjning. En svag punkt och källa till ständig oro vid användningen av nanofotonikbaserade enheter är fortfarande tillförlitligheten hos elektrooptiska omkopplare som tillåter omvandling av elektriska signaler till optiska och vice versa.
Silicon nanophotonics produkter är extremt små, så många av dem kan enkelt integreras i elektroniska chips. För närvarande kan många optiska nanoenheter tillverkas baserat på standardhalvledarelektronikmaterial, så nanofotonik utvecklas huvudsakligen genom kombinationen av elektroniska och fotoniska komponenter (till exempel en fotonisk integrerad krets ) [1] , vilket gör att du kan använda alla fördelarna med båda. Möjligheten att använda kristallina kiselskivor på en isolator inom nanofotonik är av stor betydelse, om vi minns tekniken för kiselelektronik. Fotoniska nanoenheter skapade på basis av sådana material kan enkelt integreras i befintliga system-på-chips , för att inte tala om deras snabba introduktion i produktionen.
Områdena för nanofotonik inkluderar studier av de fysiska grunderna för generering och absorption av strålning i det optiska spektrumet i heterostrukturer med kvantlager, filament och punkter.
Utveckling av halvledar- och supraledande källor och detektorer för elektromagnetisk strålning.
Utveckling av lysdioder baserade på halvledarheterostrukturer och på organisk basis.
Utveckling av solid-state och organiska lasrar .
Utveckling av element av solenergi .
Utveckling av nanostrukturerade optiska fibrer och enheter baserade på dem.
Utveckling av element av fotonik och kortvågig olinjär optik .
Användningen av fotoniska kristaller är en av de lovande riktningarna för miniatyrisering av fotoniska enheter och deras integration i komplexa system .
Tillverkningen och studien av egenskaperna hos optiska kaviteter i nanostorlek är nu en av de mest intressanta riktningarna i utvecklingen av nanofotonik, vilket är av stort praktiskt och vetenskapligt värde.