微纳光学

互作用规律、相关的操控及其应用技术等。通过它我们希望实现在微纳尺度上，光波的发
射、传播、变换和接收。
微纳光学不仅是光电子产业的重要发展方向之一，也是目前光学领域的前沿研究方向。
微纳光学的发展随着大规模集成电路工艺水平的进步而发展，光存储、光通信、光显示、
激光器和激光材料等多个光电子产业都进入了微纳米光学领域，并且影响到了整个光学及
其其他学科的进步。
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主流的微纳光学研究方向
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微纳发光材料 和器材
微纳发光材料主要采用微纳颗粒作为发 光基质，包括纯的及掺杂的微纳半导体发 光材料，稀土离子及过度金属离子掺杂的 纳米氧化物、硫化物、复合氧化物、及各 种微纳无机盐发光材料等。微纳发光材料 主要用于各种微纳发光器件如微纳发光二 极管或微纳激光器的设计及制备，它可以 实现宏观块体材料所不具备的发光性质。
光学步进器是一种图像缩小系统， 相干成像系统。
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光学步进器
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微纳光学结构制备方法
• 电子束纳米光刻技术
• 纳米压印光刻术
利用高聚焦电子束对电子敏
利用模具并通过机械方法使源自感抗腐蚀剂表面的确定性扫描， 得某种柔软或液态材料（即抗
使用各种正性和负性抗腐蚀剂 蚀剂）变为模具表面图形的固
作为刻蚀模板。
微纳光学的学习报告
报告人：吕超
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报告内容
• 微纳光学概念与研究方向 • 微纳光学结构制备方法 • 微纳光学器件应用及前景
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微纳光学概念与研究方向
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微纳光学
微纳光学主要指微纳米尺度的光学效应，以及利用微纳米尺度的光学效应开发出光学器
件、系统及装置。它所研究的是在微纳尺度下光电子的运动传输特性、光电子与物质的相
微纳光探测材 料及器件
微纳光探测器件用于实现光信号的转换 和检测，是光电信息系统的关键环节和技 术，主要包括光敏电阻、电二极管、光电 池等器件。光敏电阻的主要材料包括微纳 尺度的金属硫化物、硒化物和碲化物等。 光电二极管的主要材料包括微纳尺度的硒、 硅、锗等。光电池的材料主要包括微纳尺 度的单晶硅、非晶硅、化合物、多晶硅等。
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微纳光学器件应用及前景
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微纳光学技术与应用交流会
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微纳光学具有广泛的应用前景。例如，光学超分辨技术、纳 米结构的光学制造、快速相变材料以及利用表面等离子体等纳米 光学技术等。在光通信、激光武器、大气污染检测等多种应用场 合，微纳米光学技术中都将发挥重要作用。借助纳米制造技术， 可以制造出一系列新型的光学元件，例如：偏振分光器件等。因 此，微纳光学器件在光存储、光显示、光通信等多个领域也具有 重要的应用前景。
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谢谢大家！
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态形式和复制阴模。
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压模板（采用电子束直写制作） 压模板压印
压模板移走
图像转移完成
纳米压印光刻术
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微纳光学结构制备方法
• 平面光子晶体
光子晶体（Photonic Crystal）可以控制光束传播， 并且能克服波导间的耦合增加， 以实现纳米级波导、路由与开 关
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平面光子晶体制备方法
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微纳光学结构制备方法
• 微光学等离子体刻蚀加工技术
• 相位光栅掩模板的模拟光刻技术
利用灰度加工技术完成图形成形 和等离子刻蚀，再将图形轮廓转印 到基板中。
光束通过相位光栅掩模板，GCA步 进器，形成模拟光强轮廓，对光致 腐蚀剂正确曝光和显影。
灰度光刻术是，制造出一种光掩 模，使得透射通过该掩模的光辐射 强度随空间位置变化。
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微纳光学结构 器件
微纳光学结构技术是指通过在材料中引 入微纳光学结构，实现新型光学功能器件。 光子晶体就是规律性的三维微结构，其周 期远小于波长，形成光子禁带，通过引入 局部缺陷，控制光的传播与分束。
光栅可以看作是一维或者二维的光子晶 体，通过引入微纳结构可以实现新的光学
性能。
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微纳光学结构制备方法
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微纳光波导材 料及器件
微纳光纤是微纳光波导材料的典型代表。 按照材料划分，微纳光纤可分为玻璃光纤 （包括石英系玻璃光纤光纤、卤化物玻璃 光纤及硫系玻璃光纤）、塑料光纤、晶体 光纤等。
纳光纤器件包括光纤无源器件（分为光 纤连接器、光纤耦合器、光隔离器、光波 分复用器和解复用器、光开关、光衰减器、 光纤光栅、光纤a滤波器等）、光纤激光器、7