Nanofotonik er en gren af fotonik , der studerer de fysiske processer, der opstår, når fotoner interagerer med nanometerobjekter.
Også inden for nanofotonik studeres udviklingen af arkitekturer og teknologier til produktion af nanostrukturerede enheder til generering , forstærkning, modulering , transmission og detektering af elektromagnetisk stråling og enheder baseret på sådanne enheder. Vi studerer også de fysiske fænomener, der bestemmer funktionen af nanostrukturerede enheder og opstår under interaktionen af fotoner med objekter i nanostørrelse.
Målet med nanofotonik er udviklingen af nanometer-størrelse materialer (1-100 nm) med de nyeste optiske egenskaber og skabelsen af fotoniske enheder baseret på dem. I øjeblikket betragtes nanofotonik som et alternativ til moderne elektronik . Brugen af fotoner til transmission og behandling af information vil opnå betydelige fordele på grund af fotoniske kommunikationskanalers høje hastighed og modstand mod interferens. Nanofotoniske enheder omfatter enheder, der anvender strukturer med dimensioner på 100 nm eller mindre. Sådanne enheder løser problemerne med miniaturisering af mange optiske systemer. Nanofotoniske enheder er ikke kun væsentligt overlegne i forhold til elektroniske modparter , men gør det også muligt at løse problemer forbundet med varmeproduktion og strømforsyning med succes. Et svagt punkt og kilde til konstant bekymring i brugen af nanofotonik-baserede enheder er fortsat pålideligheden af elektro-optiske kontakter, der tillader konvertering af elektriske signaler til optiske og omvendt.
Silicium nanophotonics produkter er ekstremt små, så mange af dem kan nemt integreres i elektroniske chips. I øjeblikket kan mange optiske nanoenheder fremstilles baseret på standard halvlederelektronikmaterialer, så nanofotonik udvikles hovedsageligt gennem kombinationen af elektroniske og fotoniske komponenter (for eksempel et fotonisk integreret kredsløb ) [1] , hvilket giver dig mulighed for at bruge alle fordelene ved begge. Muligheden for at bruge krystallinske siliciumskiver på en isolator i nanofotonik er af stor betydning, hvis vi husker siliciumelektronikkens teknologi. Fotoniske nanoenheder skabt på basis af sådanne materialer kan nemt integreres i eksisterende systemer-på-chips , for ikke at nævne deres hurtige introduktion i produktionen.
Områderne for nanofotonik omfatter studier af det fysiske grundlag for generering og absorption af stråling i det optiske spektrum i heterostrukturer med kvantelag, filamenter og prikker.
Udvikling af halvleder- og superledende kilder og detektorer for elektromagnetisk stråling.
Udvikling af LED'er baseret på halvleder-heterostrukturer og på organisk basis.
Udvikling af solid-state og organiske lasere .
Udvikling af elementer af solenergi .
Udvikling af nanostrukturerede optiske fibre og enheder baseret på dem.
Udvikling af elementer af fotonik og kortbølget ikke- lineær optik .
Brugen af fotoniske krystaller er en af de lovende retninger for miniaturisering af fotoniske enheder og deres integration i komplekse systemer .
Fremstillingen og undersøgelsen af egenskaberne af optiske hulrum i nanostørrelse er nu en af de mest interessante retninger i udviklingen af nanofotonik, som er af stor praktisk og videnskabelig værdi.