Viimase kümne aasta jooksul on maailm hakanud jõuliselt arendama Micro-Nano fotoonikat ja selle tehnoloogiat, ühendades optoelektroonilise tehnoloogia nanotehnoloogiaga ja uuendades olemasolevat optoelektroonilist tehnoloogiat. Alates põhiteooriatest, mikro-nano struktuuridega funktsionaalsetest seadmetest kuni integreeritud Micro-Nano fotoonika süsteemi rakenduste ja kõrglahutusega reaalajas kujutise omandamise tehnoloogiani, on mikro-nano fotoonika ja optoelektroonilise seadme integreerimise valdkonnas esile kerkinud suur hulk uuenduslikke põhimõtteid, meetodeid ja tehnoloogiaid. Eeldatakse, et realiseerida erinevaid uusi funktsionaalseid seadmeid Micro-Nano skaalal, avades uue põlvkonna instrument tehnoloogia.
Põhiteooria: kui Mikro-Nano struktuuri iseloomulik suurus jõuab nanomeetrisse või isegi aatomiskaalasse, muutuvad makro Maxwelli võrrandite materjaliparameetrid, mille tulemuseks on mitmesugused optilised eriefektid, nagu valgusvälja lokaliseerimine difraktsioonipiiri murdes, elektromagnetilise välja suurendamine, kiirgustäiustus, neeldumine/ülekanne/peegeldustäiustus, mittelineaarne mõju, aeglane valgusefekt, sügav-lainepikkuse struktuuri samaväärne keskmine mõju jne. Neid optilisi eriefekte on raske selgitada traditsiooniliste optiliste teooriate abil ning eri struktuurides tuleb eraldi kaaluda erinevaid füüsilisi protsesse. Nende eriliste optiliste erimõjude füüsikalise mehhanismi selgitamine annab teoreetilisi juhiseid Micro-Nano fotooniliste seadmete projekteerimiseks. Samal ajal, Micro-Nano fotoonilisestruktuuri, tõttu tugev kohalik mõju valgusvälja, ühendus valguse valdkonnas ja muud füüsilised väljad on tõhustatud. Valgus-, masina-, elektri-, soojus- ja muude multifüüsikaväljade vaheline kompleksne haakeseadis tuleb lahendada ka vastavate teooriate ja algoritmide väljatöötamisega. Praegu on rahvusvaheline üldsus suutnud tegeleda mõnede multifüüsikaliste haakeseadistega, kuid see ei ole kaugeltki jõudnud probleemi täieliku lahendamise tasemele.
Funktsionaalsed seadmed: Micro-Nano fotoonika funktsionaalsed seadmed suudavad realiseerida valguse genereerimist, ülekannet, reguleerimist; avastamis- ja seireskaalal ning neil on väikese, kiire kiiruse ja traditsioonilise difraktsioonipiiri ületamise eelised. Praegu saavad uued mikro-nano optoelektroonilised funktsionaalsed seadmed, mis põhinevad nanofotoonilistel lainejuhtidel, fotoonilistel kristallidel, pindplasmonitel ja kunstlikel elektromagnetmetamaterjalidel, kontrollida mikro-nano skaalavalgusvälja, et toota kummalisi elektromagnetilisi reaktsioone ja dispersiooni omadusi, ning neid on kasutatud esialgseks realiseerimiseks Mikro-Nano skaalaga integreeritud valgusallikad, optilised lülitid, optilised modulaatorid jne. Galliumarseniidil, indiumfosfiidil, galliumnitriidil ja muudel anorgaanilistel pooljuhtmaterjalidel põhinevate optoelektrooniliste seadmete põhjal on uute komposiitkomposiitnano optoelektrooniliste materjalide ja mikro-nano töötlemistehnoloogia edasine arendamine ning mitmesuguste heterogeensete optoelektroonikamaterjalide integreerimistehnoloogia praegune rahvusvaheline uuring Hot spot. Lisaks on akadeemiliste ja tööstusringkondade lt saanud suurt tähelepanu ka funktsionaalsed seadmed, mis kasutavad orgaanilisi pooljuhtmaterjale, nagu OLEDs, orgaanilised õhukese kile päikeseelemendid (OSC), orgaanilised õhukese kile transistorid (OTFT), jne.
Süsteemi rakendamine: Mikro-Nano struktuuri disain võib tõhusalt parandada fotoenergia muundamise tõhusust ja seda rakendatakse päikesepatareide fotogalvaanilise muundamise kasuteguri parandamiseks; kunstlik komposiitkeskmise koosneb sub-lainepikkus struktuur võib toota elektromagnetilise stealth, optiline pettus jne Uudsetel füüsilistel nähtustel on olulisi rakendusi optiliste signaalide avastamiseks ja avastamiseks; nanomeetriresolutsiooniga optilise mikroskoopia kujutise reprodutseerimise tehnoloogial on olulised rakendused biomeditsiiniliste kujutiste, infosalvestuse, täppislitograafia, materjalianalüüsi jne valdkonnas; Allikas nanostruktuurid võivad realiseerida kõrge tundlikkusega biosensorid, mida praegu laialdaselt kasutatakse biomeditsiinilise avastamise ja varajase haiguse diagnoosimise; Mikro-Nano fotoonilised kiibisüsteemid võivad saavutada integreeritud ülitäpsed sageduse (aja) standardid, et vastata väikestele satelliitidele, rakettidele ja kaasaskantavatele seadmetele esitatavatele nõuetele; nano-struktureeritud optiliste lainejuhtide ja Micro-Nano fotooniliste metamaterjalide põhjal on võimalik saavutada mitmesuguseid 3D-ekraaniefekte, pakkudes uusi ideid palja silmaga 3D-kuvasüsteemide arendamiseks; Mikro-Nano struktuuridel põhinevat kliimaseadmete juhtimist saab välja töötada Uued multipleksimise mõõtmed, sealhulgas footonorbitaalne nurkhoog (OAM) ühemõõtmeline režiim ruumi ja tala ristlõige kahemõõtmeline põikirežiim ruumilise multipleksimine (MDM), on potentsiaali oluliselt suurendada optilise info edastamise võimsust uuesti; põhineb femtosecond laser rakendamine Micro-Nano töötlemise süsteem võib toota keerulisi kolmemõõtmeline Micro-Nano optilised struktuurid, mis annab võimaluse keeruline optoelektrooniline kiip integratsiooni.
