Nanofotonica este o ramură a fotonicii care studiază procesele fizice care au loc atunci când fotonii interacționează cu obiectele nanometrice.
Tot în nanofotonică se studiază dezvoltarea arhitecturilor și tehnologiilor pentru producerea de dispozitive nanostructurate pentru generarea , amplificarea, modularea , transmiterea și detectarea radiațiilor electromagnetice și a dispozitivelor bazate pe astfel de dispozitive. De asemenea, studiem fenomenele fizice care determină funcționarea dispozitivelor nanostructurate și care apar în timpul interacțiunii fotonilor cu obiectele nanodimensionate.
Scopul nanofotonicii este dezvoltarea de materiale de dimensiuni nanometrice (1-100 nm) cu cele mai noi proprietăți optice și crearea de dispozitive fotonice pe baza acestora. În prezent, nanofotonica este considerată o alternativă la electronica modernă . Utilizarea fotonilor în transmiterea și procesarea a informațiilor va obține avantaje semnificative datorită vitezei mari și rezistenței canalelor de comunicație fotonice la interferențe. Dispozitivele nanofotonice includ dispozitive care utilizează structuri cu dimensiuni de 100 nm sau mai puțin. Astfel de dispozitive rezolvă problemele de miniaturizare a multor sisteme optice. Dispozitivele nanofotonice nu numai că sunt semnificativ superioare omologilor electronici , dar permit și rezolvarea cu succes a problemelor asociate cu generarea de căldură și alimentarea cu energie. Un punct slab și o sursă de îngrijorare constantă în utilizarea dispozitivelor bazate pe nanofotonică rămâne fiabilitatea comutatoarelor electro-optice care permit conversia semnalelor electrice în optice și invers.
Produsele nanofotonice din siliciu sunt extrem de mici, astfel încât multe dintre ele pot fi integrate cu ușurință în cipuri electronice. În prezent, multe nanodispozitive optice pot fi fabricate pe baza materialelor electronice semiconductoare standard, astfel încât nanofotonica se dezvoltă în principal prin combinarea componentelor electronice și fotonice (de exemplu, un circuit integrat fotonic ) [1] , permițându-vă să utilizați toate avantajele ambelor. Posibilitatea de a utiliza plachete de siliciu cristalin pe un izolator în nanofotonica este de mare importanță, dacă ne amintim de tehnologia electronicii cu siliciu. Nanodispozitivele fotonice create pe baza unor astfel de materiale pot fi integrate cu ușurință în sistemele-pe-cipuri existente , ca să nu mai vorbim de introducerea lor rapidă în producție.
Domeniile nanofotonicei includ studii ale fundamentelor fizice pentru generarea și absorbția radiațiilor în spectrul optic în heterostructuri cu straturi cuantice, filamente și puncte.
Dezvoltarea surselor semiconductoare și supraconductoare și a detectoarelor de radiații electromagnetice.
Dezvoltarea de LED-uri bazate pe heterostructuri semiconductoare și pe bază organică.
Dezvoltarea laserelor cu stare solidă și organice .
Dezvoltarea elementelor de energie solară .
Dezvoltarea fibrelor optice nanostructurate și a dispozitivelor bazate pe acestea.
Dezvoltarea elementelor de fotonică și optică neliniară cu unde scurte .
Utilizarea cristalelor fotonice este una dintre direcțiile promițătoare pentru miniaturizarea dispozitivelor fotonice și integrarea lor în sisteme complexe .
Fabricarea și studiul proprietăților cavităților optice nanodimensionate este acum una dintre cele mai interesante direcții în dezvoltarea nanofotonicii, care are o mare valoare practică și științifică.