область науки и техники, связанная с изучением физических явлений, возникающих при взаимодействии фотонов с объектами нанометровых размеров (в масштабе, много меньшем длины волны излучения), а также с практическим применением указанных явлений при разработке оптических наноструктурированных материалов и функциональных устройств на их основе.
Определение относится, главным образом, к видимому или ближнему инфракрасному диапазону электромагнитного излучения с длинами волн от 400 нм до 1.2 мкм.
Нанофотоника (НФ) как новая область науки возникла на стыке оптики, лазерной физики, материаловедения, физической химии, физики и химии твердого тела. Предметом изучения НФ является распространение, преобразование, испускание и поглощение оптического излучения в наноструктурах, с целью использования особенностей процессов взаимодействии излучения с веществом при таких масштабах для создания различных функциональных устройств: от систем связи и преобразования информации до биосенсоров и биочипов [1].
Уникальные оптические свойства наноматериалов могут искусственно создаваться и контролироваться. Это обстоятельство определяет самую широкую сферу их возможного применения – компактные фотоэлектрические источники питания; эффективные и перестраиваемые источники света, детекторы, фильтры, волноводы и модуляторы; высокоскоростные чисто-оптические переключатели; сенсоры окружающей среды (химические и биологические); классические и квантовые вычислительные устройства нового поколения; приборы для биофотонной медицинской диагностики и терапии.
Круг задач, решаемых в настоящее время нанофотоникой, можно разделить на несколько тематических разделов [2]:
Основными методами и инструментами исследования в нанофотонике являются ближнепольная сканирующая оптическая микроскопия, сканирующая туннельная микроскопия c применением возбуждающих фотонов (PASTM, photon-assisted scanning tunnel microscopy) и плазмонная оптика поверхности [3].
К наиболее существенным достижениям нанофотоники, которые, как ожидается, привнесут значимый вклад в научные и инженерные разработки и приведут к существенным инновациям, относятся [4]:
За последние 15 лет фундаментальная и прикладная наука существенно продвинулась в области исследования взаимодействия фотонов с веществом, контроля единичных фотонов, увеличения эффективности фотонных приборов. В последние годы наблюдается устойчивый рост интереса научной общественности к метаматериалам, фотонным кристаллам и фотоннокристаллическим волокнам, а также к развитию подходов к синтезу интегральных микро- и нанооптических устройств и микро-оптомеханических устройств.
Нанофотонные системы имеют самые широкие перспективы применения как в коммерческих, так и в военных областях [5]:
Смотреть больше слов в «Энциклопедическом словаре нанотехнологий»
Подразделы Нанообъекты и устройства ближнепольной оптики Нелинейные оптические преобразователи и волноводы Рентгеновские линзы Фотонные кристаллы Искус... смотреть