微纳光学结构及应用

简短回顾微纳光学的几个重要研究方向,包括光子晶体、表面等离子体光学、奇异材料、负折射、隐身以及亚波长光栅等.微纳光学不仪成为当前科学的热点研究领域,更重要的是,微纳光学是新型光电子产业的发展方向,在光通信、光存储、激光核聚变工程、激光武器、太阳能利用、半导体激光、光学防伪技术等诸多领域,起到了不可替代的作用.     

纳米光学

纳米光学是纳米科学和纳米技术的新方向 ,它使用的光限定在空间尺寸 a λ(λ为波长 )或体积 V λ3内。它应用激光与原子、分子、团簇和纳米结构的线性或非线性、经典或量子相互作用的新的或改型的已知效应。这一领域的实际发展以激光和可将光局限在极小尺寸的亚微米结构 (纳米孔、纳米缝、纳米针等 )的纳米技术为基础。纳米光学的基本特点是 :1)为了以纳米空间分辨率研究物质的结构 ,激光能够非常强烈地局域化 ,但能保持光学特征的光谱选择性。 2 )与自由空间情况相比 ,纳米结构处的物质 (原子、分子等 )对局域化光的响应有显著变化。本文…     

二维金纳米阵列制备及其光学响应

有序贵金属纳米结构由于其本身所特有的光学响应及灵活调控能力,在微纳光电子材料与器件研究领域得到了广泛应用。在众多相关研究中,如何实现金（Au）纳米周期结构的大面积快速制备是人们关心的重要问题之一。采用纳米球自组装刻蚀方法,在大孔周期结构模板内部成功制备了新型二维Au纳米阵列,并有效避免了杂散Au纳米颗粒的产生。通过进一步的工艺优化和参量控制,实现了Au纳米颗粒尺寸的灵活调控,并探讨了其结构形成的物理机理。光学测试研究结果揭示了二维Au纳米阵列的表面等离子体吸收与散射响应,并证明其在近红外飞秒脉冲激励下具有显著的双光子吸收（饱和）效应。该研究结果在太阳能电池,光开关及材料微纳制备等领域具有潜在应用。     

纳米光学天线性能研究进展

在可见/红外频段,纳米光学天线一般是指金属(金、银、铜等)纳米颗粒及其相同结构的不同组合构成,这些金属纳米结构在特定波长光激发下产生局域表面等离子体共振(LSPR),因此在纳米尺寸上能对可见/红外场约束、场增强或重定向等功能。对纳米光学天线的调控分为通过改变天线设计的被动控制和通过改变介质的介电常数主动控制模式。纳米光学天线是近年来纳米光学方向新兴的前沿课题,有望广泛应用于纳米光学、化学、生物医学等领域。主要介绍纳米光学天线的主要功能、调控模式及其在生物医学中的应用。     

基于微纳光学元件的增强现实技术

增强现实显示器件作为一种可穿戴式的智能设备,通过将虚拟信息叠加在真实视野上,两种信息相互补充叠加,显著增强对真实世界的体验,对器件体积和质量的要求非常严格。微纳光学元件是指厚度及特征尺寸在纳米或微米量级的光学元件,在拥有强大的光场调控能力的前提下为缩减系统的尺寸和体积提供了新的途径。首先回顾几类典型微纳光学元件的原理和调控方式,随后讨论微纳光学元件在增强现实器件的技术路径和应用,并展望未来的发展。     

微纳结构非线性光学及其全光调控研究进展

随着微纳光子学的提出与发展,在纳米尺度上操纵和控制光子,发展体积更小、速度更快的光子器件,实现全光集成,已成为国际研究前沿和新技术领域竞争的热点。其中以光子晶体、表面等离激元微纳结构为代表的微纳光子学研究及应用在国际上得到了广泛的重视和蓬勃发展,特别是其微纳结构的非线性光学、全光调控与器件的应用研究。本文主要综述了微纳结构增强的光学非线性及其非线性全光调控研究进展。     

关于飞秒近场显微术的研究

简要评述了当前热门研究－飞秒脉冲激光用于近场光学显微镜的研究进展，主要介绍了一种结合飞秒脉冲激光器和近场光学显微镜、具有飞秒时间分辨率和纳米空间分辨率的新型设备，及其在飞秒近场光谱学、超精细修复和加工、微纳米超快开关等多个前沿领域的应用。对可能出现的问题和其发展前景也进行了初步的分析。     

纳米机械光学

采用微机械加工技术,可以制作各种各样的小型探测器和高度集成化的微系统.微机械加工的特点是可采用比用半导体微细加工技术的精密加工自由度还高的加工工艺,制作立体的微型结构.此外,还有可制作机械性能更加灵活的结构和可批量生产等优点.通过将各种探测器和致动器集成化,可构成复杂的微系统.针对小型化、高集成化和高精度化的要求,加工精度及器件的尺寸等已经开始向纳米级方向发展.随着从微米级向纳米级尺寸的变化,在光学领域也正在展开定域的近场光学器件的研究.这并不是说一味地缩小器件就是好事,问题是经过缩小的器件的性能要得到提高,或者赋与器件新的功     

亚波长结构纳米孔的近场光学测试

利用微纳加工工艺制作了亚波长结构纳米孔,应用近场光学显微镜(NFOM)对样品进行了近场光学性质的测试,获得了样品的近场光强分布,测得其近场光斑直径约为120 nm,测试结果证明了环形周期性结构对中心纳米孔的增透和聚焦作用,为环形亚波长结构的纳米孔应用奠定了基础。     

基于微纳器件的全光图像处理技术及应用

纳米技术的飞速发展促进了微纳结构的加工制造、科学研究及工业应用。而微纳结构的光学特性是近年来光学领域的研究热点之一,其带动了纳米光子学、表面等离激元光学、超表面/超材料光学、拓扑光子学、非厄米光学等新兴学科的发展,为实现光的高精度、全方位操控奠定了重要技术基础。文中主要针对全光图像处理中的边缘检测技术,系统地梳理了微纳光学结构和器件在实现光计算（如微分、卷积等）时涉及的基础、原理、技术和应用,并展望了其在超快图像处理、高对比度显微成像、卷积神经网络和智能光学系统等领域的应用研究。     

崛起的纳米科学

主要概述了纳米电子学、纳米物理学、纳米生物学、纳米光学、纳米光电子学、纳米机械学及纳米显微学等的发展及应用。     

微光机电系统及其应用

微光机电系统（MOEMS）是在微机电系统（MEMS）基础上发展起来的一种新技术系统,它是由微光学,微电子和微机械结合而产生的一种新型的微光学结构系统,MOEMS在信息,军事,航天,医学,工业等领域有着广阔的应用前景,综述了近年来微光机电系统的发展和应用。     

混合光子晶体等离子激元纳米微腔

构建了一种三层混合光子晶体等离子体激元结构,分别为金属银(Ag)层,低折射率二氧化硅(SiO2)层和二维光子晶体层。这种混合光子晶体等离子体激元结构具有明显的横磁模(TM)模式带隙。在二维的光子晶体层的中心引入一个单元胞缺陷,形成缺陷腔结构。这种纳米尺度的光子晶体等离子体微腔的体积远小于传统介质的光学微腔,光子能量可以很好地被局域到低折射率层,实现了深亚波长尺度下的对光的限制。通过改变该混合光子晶体等离子激元结构的参数,利用三维时域有限差分(3D-FDTD)方法,分析了这种混合光子晶体等离子微腔结构的光学特性。分析表明:这种纳米微腔具有极小的模式体积0.0141(λ/n)3和高的Q/V值。     

金刚石色心调控及光学谐振器的研究进展

金刚石因其优异的光学特性和色心发射器而被应用于光子器件领域。光学谐振器是一种微纳米光学结构,基于有限模体积内的光-物质相互作用增强,能够将金刚石色心的发射与谐振器的增强效应相结合,有选择性地增强色心的发射,用于在光子电路中提供稳定且强度充足的光学信号。近年来,金刚石微纳加工技术的发展推动了金刚石光学谐振器的研究和应用。本文总结了金刚石光学谐振器的研究现状,概述了金刚石的基本性质、合成与加工方法,介绍了金刚石色心的生成以及其与光学谐振器的耦合原理,梳理了三种不同类型的金刚石光学谐振器的研究进展,并对未来金刚石光学谐振器的发展进行了展望。     

谐振式微光学陀螺仪谐振微腔的最新进展

基于Sagnac效应的谐振式微光学陀螺(Resonant Micro-Optical Gyros, RMOG)在集成化、小型化和灵敏度等方面具有巨大潜力,在微纳卫星姿态控制、机器人控制、医学诊断和检测仪器等领域中具有广阔的应用前景,成为近年来研究的热点。谐振微腔作为谐振式微光学陀螺的核心敏感元件,其光学特性与陀螺系统的性能息息相关,谐振腔的研究进展已经严重制约到谐振式微光学陀螺的发展,目前可以通过集成光学技术、微纳光学加工技术和新型材料的应用来减小谐振腔的重量和尺寸,降低成本和功耗,增加系统的可靠性和性能指标。结合期刊会议和相关研究机构披露的信息,简要介绍了谐振式微光学陀螺的发展现状、基本原理以及谐振微腔的特征参量,列举了近期国内外谐振微腔的各种新型结构设计并分析了不同结构的特点与潜力,此外还综述了近期国内外制作谐振微腔的新型材料并总结了不同材料的光学特性,初步探讨了谐振式微光学陀螺敏感单元谐振微腔的后续发展方向和技术发展途径。     

采用纳米技术制作的光学组件向传统器件发起挑战

一个通过采用纳米结构来增加功能、压缩尺寸并简化集成的光学组件系列正在开发之中，其应用领域包括需要使用光学组件的手持式和大型电子产品。     

公司与新品介绍--EVG770 Gen II纳米压印晶圆步进机

EVG公司推出EVG770 Gen II步进机,一种新型旗舰解决方案．纳米压印光刻机（NIL）。实现一种独特的分步重复压印方法,EVG770 Gen II解决了大面积光学用途和高分辨率纳米光学及纳米电子学特征图形的复制。     

光学微腔的应用和发展前景

随着激光技术的不断发展,高Q值光学微腔受到广泛关注,其应用领域不仅局限于传统光学,在量子信息和集成量子芯片方面更是有广阔的应用前景。简要分析了两种不同类型光学微腔(回音壁模式光学微腔和光子晶体缺陷腔)的原理、发展历程以及相对于传统光学谐振腔的优势。同时数值模拟出了不同结构光学微腔的模式分布。基于其特殊优势,介绍回音壁模式光学微腔在激光技术、生物探测以及量子物理领域的重要应用,并且预测光子晶体微腔将在集成光学、微电子技术等领域具有巨大的发展前景。     

英国研制出最强光学显微镜

研究人员日前在英国制造出了世界上最强大的光学显微镜，将有助于了解许多病毒和疾病的形成原因。通过把光学显微镜与透明的微球结合在一起——研究人员称之为纳米级光学显微镜，曼彻斯特大学的研究人员打破了光学显微镜的理论限制。     

光镊加入纳米光刻技术：成本低速度快

美国科学家发展了一种可以将纳米尺寸图案直接写入基板的平行制程,这项简单的光学技术是利用一道激光将微透镜片阵列（Microlense array）捕捉住,然后以另一道激光来制造间隔为100nm、误差在15nm内的微结构。普林斯顿大学的Craig Arnold表示,此技术可望发展成一种低成本的纳米光刻技术,