光子学和纳米光子学

光子学和纳米光子学

光子学：包含传统光学、现代光学、光电子学和微光学在内的宽广领域统称为光子学，是一门与电子学平行的科学，它的内容极其宽广，涉及多种学科和高技术领域，如：计算机科学技术、光通讯、电子学和微电子技术、光学和光学工程、材料科学和技术、生命科学及技术等。光子学技术的应用遍及国名经济各行各业和科学技术各个领域。

      纳米光子学：是研究在纳米尺度上光与物质相互作用的一门学科，利用近场光学对纳米器件进行设计制造和运用的技术，属于光子学的分支。

光子：

信息光子学：光子作为信息的载体

能力光子学：光子作为能量的载体

固态光子学、光子物理、生物医学光子学

光子技术优越性：

      器件响应和系统处理速度快

      光开关器件响应时间最快达到10^-15s及飞秒（fs）量级

      利用多重波长和并行互联及并行处理，能克服冯诺依曼结构的电子计算机的瓶颈效应，光布线技术，可实现光互联

      由于光可以进行并行处理，没有阻抗匹配和没有必要布线回路，故可进行高速信号处理等

       超高度计算速度（光脑），光脑的优越性：

      光脑的并行处理能力强，具有高速运算速度，其运算速度比电脑快1000倍

       超高速电脑只能在低温状态工作，而光脑在室温下即可工作。

       光脑利用光子传递信息，不需要导线，即使在光相交的情况下，他们之间也丝毫不会相互影响

       光脑所需的驱动能量很小，所产生的热量大大减少

       信息社会对集成电路的集成度的要求越来越高，这也促使人们不断探索能够突破器件尺寸极限的途径。由此纳米光子学Nanophotonics应运而生。纳米光子学的一个理想目的就是通过纳米技术，将有可能从单个的分子开始构建出功能完全等同于芯片的一种物质，它既能够存储数据又能用作电子通道开关。

        Nanophotonics是研究纳米结构中电子与光子的相互作用及其器件的学科，是光子技术与纳米电子技术相融合儿开拓出的一门崭新的学科。

       纳米光子器件是纳米光子学的一个重要组成部分，目前在研的纳米光子学器件主要有：纳米激光器、量子点红外光电探测器、多量子阱自电光效应器件、超晶格多量子阱红外光电探测器阵列、光子晶体波导器件等

      纳米光字器件制作及集成的技术：电子束光刻、纳米压印技术、聚焦离子束加工、等离子体工艺等

      纳米光子学的未来应用：

      纳米粉末；

      纳米传感器：人类将拥有大量成本低廉的各种量级的传感器；

      纳米存储器（存储密度可达到每平方厘米10^14bit）和DNA开关（利用它将可以制造出分子大小的电子电路，运算速度更快）;

      纳米纤维；

      纳米膜。

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