微纳光学

微纳光探测材
料及器件
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。
微纳光学结构
器件
微纳发光材料
和器材
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
微纳光波导材
等。
纳光纤器件包括光纤无源器件（分为光纤
料及器件
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、光纤滤波器等）、光纤激光器、光纤 放大器等。
主流的微纳光学研究方向
微纳发光材料和器材 微纳光波导材料及器件 微纳光探测材料及器件 微纳光学结构
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。
先进的硅 微成形刻 蚀技术
微纳光学器件应用及前 景
微纳光学技术与应用交流会
精准制造：光电子集成器件 ——陈向飞，南京大学 硅基光电子集成器件 ——储涛，浙江大学 基于广义能带调控的纳米光电子器件 ——黄翊东，清华 大学 集成化窄线宽1550nm激光光源 ——苏辉，中国科学院 福建物质结构研究所
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。
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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微纳光学的学习报告
报告人：吕超
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
微纳光学概念与研究方 向
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
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
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
平面光子晶体制备方法
电子束光 刻工艺 普通硅刻 蚀技术
时间复用 刻蚀技术
微纳光学结构制备方法
微纳光学结构制备方法
微光学等离子体刻蚀加工技术 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 相位光栅掩模板的模拟光刻技术 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
到基板中。
灰度光刻术是，制造出一种光掩
腐蚀剂正确曝光和显影。
光学步进器是一种图像缩小系统，
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。
模，使得透射通过该掩模的光辐射
强度随空间位置变化。
相干成像系统。
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光学步进器
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 使用各种正性和负性抗腐蚀剂 作为刻蚀模板。
利用模具并通过机械方法使 蚀剂）变为模具表面图形的固 态形式和复制阴模。
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