A nanofotonika a fotonika egyik ága , amely a fotonok nanométeres objektumokkal való kölcsönhatása során fellépő fizikai folyamatokat vizsgálja.
A nanofotonikában is tanulmányozzák az elektromágneses sugárzás előállítására , erősítésére, modulálására , továbbítására és észlelésére szolgáló nanostrukturált eszközök, valamint az ilyen eszközökön alapuló eszközök előállítására szolgáló architektúrák és technológiák fejlesztését . Tanulmányozzuk azokat a fizikai jelenségeket is, amelyek a nanoszerkezetű eszközök működését meghatározzák, és a fotonok nanoméretű objektumokkal való kölcsönhatása során jelentkeznek.
A nanofotonika célja a legújabb optikai tulajdonságokkal rendelkező nanométeres méretű (1-100 nm) anyagok kifejlesztése és ezek alapján fotonikus eszközök létrehozása. Jelenleg a nanofotonikát a modern elektronika alternatívájának tekintik . A fotonok felhasználása az információk feldolgozásában jelentős előnyökkel jár a fotonikus kommunikációs csatornák nagy sebessége és interferenciaállósága miatt. A nanofotonikus eszközök közé tartoznak a 100 nm vagy annál kisebb méretű szerkezeteket használó eszközök. Az ilyen eszközök számos optikai rendszer miniatürizálásának problémáit megoldják. A nanofotonikus eszközök nemcsak lényegesen felülmúlják az elektronikus társaikat , hanem a hőtermeléssel és az áramellátással kapcsolatos problémák sikeres megoldását is lehetővé teszik. A nanofotonika alapú eszközök használatának gyenge pontja és állandó aggodalomra ad okot továbbra is az elektrooptikai kapcsolók megbízhatósága, amelyek lehetővé teszik az elektromos jelek optikaivá alakítását és fordítva.
A szilícium nanofotonikai termékek rendkívül kicsik, így sok közülük könnyen integrálható elektronikus chipekbe. Jelenleg számos optikai nanoeszköz gyártható szabványos félvezető elektronikai anyagok alapján, így a nanofotonika elsősorban elektronikus és fotonikus komponensek (például fotonikus integrált áramkör ) kombinációjával fejlődik [1] , lehetővé téve mindkettő minden előnyének kihasználását. A kristályos szilícium lapkák szigetelőn való felhasználásának lehetősége a nanofotonikában nagy jelentőséggel bír, ha a szilícium elektronika technológiáját idézzük. Az ilyen anyagok alapján létrehozott fotonikus nanoeszközök könnyen integrálhatók a meglévő rendszerekbe chipen , nem is beszélve a gyors gyártásba való bevezetésükről.
A nanofotonika területei közé tartozik a kvantumrétegeket, filamenteket és pontokat tartalmazó heterostruktúrákban az optikai spektrumban történő sugárzás keletkezésének és elnyelésének fizikai alapjainak vizsgálata .
Félvezető és szupravezető források és elektromágneses sugárzás detektorok fejlesztése.
LED- ek fejlesztése félvezető heterostruktúrákon és szerves alapon.
Szilárdtest- és szerves lézerek fejlesztése .
A napenergia elemeinek fejlesztése .
Nanostrukturált optikai szálak és ezekre épülő eszközök fejlesztése.
A fotonika és a rövidhullámú nemlineáris optika elemeinek fejlesztése .
A fotonikus kristályok alkalmazása az egyik ígéretes irány a fotonikus eszközök miniatürizálására és komplex rendszerekbe való integrálására .
A nanoméretű optikai üregek gyártása és tulajdonságainak vizsgálata ma már az egyik legérdekesebb iránya a nagy gyakorlati és tudományos értékkel bíró nanofotonika fejlesztésének.