У последњих десет година свет је почео снажно да развија микро-нано фотонику и њену технологију, комбинујући оптоелектронску технологију са нанотехнологијом и надограђујући постојећу оптоелектронску технологију. Од основних теорија, функционалних уређаја са Мицро-Нано структурама до интегрисаних Мицроно Нано фотонских система и технологија сакупљања слика у реалном времену високе резолуције, појавио се велики број иновативних принципа, метода и технологија у пољу Мицро-Нано фотонике и интеграција оптоелектронских уређаја. Очекује се да ће реализовати низ нових функционалних уређаја на скали Мицро-Нано, отварајући нову платформу за нову генерацију технологије инструмената.
Основна теорија: Када карактеристична величина микро-нано структуре достигне нанометар или чак атомску скалу, параметри материјала у макро Маквелловим једначинама ће се променити, што ће резултирати разним специјалним оптичким ефектима, као што је локализација светлосног поља прекидајући дифракцију граница, појачање електромагнетног поља, појачање зрачења, појачање апсорпције / преноса / рефлексије, појачање нелинеарног ефекта, успорени ефекат светлости, еквивалентан ефекат медија дубоке структуре подталасне дужине итд. Ови посебни оптички ефекти је тешко објаснити коришћењем традиционалних оптичких теорија и треба посебно размотрити различите физичке процесе у различитим структурама. Појашњење физичког механизма ових специјалних оптичких ефеката пружиће теоријске смернице за дизајн микро-нано фотонских уређаја. Истовремено, у микро-нано фотонској структури, услед снажног локалног ефекта светлосног поља, појачана је спрега између светлосног поља и других физичких поља. Комплексну спрегу између светлости, машине, електричне енергије, топлоте и других вишефизичких поља такође треба решити развојем одговарајућих теорија и алгоритама. Тренутно је међународна заједница у стању да се избори са неким проблемима спајања више физика, али је далеко од тога да достигне ниво потпуног решавања проблема.
Функционални уређаји: Микро-Нано фотонички уређаји могу реализовати стварање, пренос, регулацију светлости; детекцију и осетљивост на Мицро-Нано скали, и имају предности мале величине, велике брзине и превазилажења традиционалне границе дифракције. Тренутно нови микро-Нано оптоелектронски функционални уређаји засновани на нанофотонским таласоводима, фотонским кристалима, површинским плазмонима и вештачким електромагнетним метаматеријалима могу да управљају светлосним пољем на скали Мицро-Нано како би произвели чудне карактеристике електромагнетног одзива и дисперзије, и користили су се за прелиминарно реализовати интегрисане изворе светлости микро-наноразмера, потпуно оптичке склопке, оптичке склопке, оптичке модулаторе итд. На основу оптоелектронских уређаја на бази галијум арсенида, индијум фосфида, галијум нитрида и других неорганских полупроводничких материјала, даљи развој нови композитни Нано оптоелектронски материјали и технологија Мицро-Нано обраде и технологија интеграције различитих хетерогених оптоелектронских материјала тренутно је међународно истраживање Хот спот. Поред тога, функционални уређаји који користе органске полупроводничке материјале, попут ОЛЕД-ова, органских танкослојних ћелија (ОСЦ), органских танкослојних транзистора (ОТФТ) итд., Такође су добили велику пажњу академских и индустријских кругова.
Примена система: Дизајн Мицро-Нано структуре може ефикасно побољшати ефикасност конверзије фотоелектричне енергије, а примењује се на побољшање ефикасности фотонапонске конверзије соларних ћелија; вештачки композитни медијум састављен од структуре подталасне дужине може произвести електромагнетни стелт, оптичку обману итд. Нови физички феномени имају важну примену у детекцији и антидетекцији оптичких сигнала; технологија оптичке микроскопије са нанометарском резолуцијом има важне примене у областима биомедицинске слике, складиштења информација, прецизне литографије, анализе материјала итд .; Изворне наноструктуре могу да реализују биосензоре високе осетљивости, који се тренутно широко користе у биомедицинској детекцији и раној дијагнози болести; Системи фотонских чипова Мицро-Нано могу постићи интегрисане стандарде фреквенције (високе прецизности) ултра високе прецизности како би задовољили мале сателите, ракете и захтеве за преносиве уређаје; заснован на Нано-структурираним оптичким таласоводима и Мицро-Нано фотонским метаматеријалима, могу се постићи разни ефекти 3Д приказа, пружајући нове идеје за развој 3Д система приказа голим оком; може се развити контрола климатизације заснована на Мицро-Нано структурама. Нове мултиплексирајуће димензије, укључујући фотон орбитални угаони момент (ОАМ) једнодимензионални просторни простор и попречни пресек снопа дводимензионалног просторног мултиплексирања у попречном режиму (МДМ), имају потенцијал да поново увелико повећати оптички капацитет преноса информација; заснован на фемтосекундној ласерској примени Систем за обраду Мицро-Нано може да произведе сложене тродимензионалне оптичке структуре Мицро-Нано, што пружа могућност за сложену интеграцију оптоелектронског чипа.
