微納光電子技術是目前發展迅速、研究活躍、應用性強的前沿交叉領域之一.人們利用亞波長尺度微納結構對電磁波振幅、偏振、相位、角動量等進行調控,設計出多種功能性器件,例如:完美吸波器、反射鏡/偏折器、光學相控陣天線、超材料/超表面器件、超透鏡、軌道角動量(OAM)器件、光頻率梳、片上激光器等.可用于微納光電子器件設計和分析的理論包括微腔諧振、等效介質模理論,嚴格耦合波理論,傳輸線理論,導模共振、Mie諧振、Fano諧振等理論;用于微納光電子器件結構設計和模擬仿真的方法有時域有限差分(FDTD),有限元(FEM),頻域有限差分(FDFD)等.隨著分子束外延生長(MBE)、原子層沉積(ALD)、化學氣相沉積(CVD)、電子束蒸發、磁控濺射等材料生長手段的發展,以及電子束曝光(EBL)、光刻、激光直寫、納米壓印、3D打印等微納制備工藝的成熟,人們制備出了各種微納結構及其功能器件,并進行了實驗驗證.微納光電子器件與激光器也在光通信、芯片設計、激光雷達、全息技術、3D顯示、虛擬現實/現實增強(VR/AR)、光鑷、光學偽裝/隱身/欺騙、輻射制冷和太陽能利用等方面得以廣泛應用.
我們基于“2021光子技術前沿論壇 (FOPT)”,選取部分文章組成“微納光電子與激光”專題在《物理學報》刊登,希望對讀者了解此前沿領域有所幫助.