微纳光电子技术是目前发展迅速、研究活跃、应用性强的前沿交叉领域之一.人们利用亚波长尺度微纳结构对电磁波振幅、偏振、相位、角动量等进行调控,设计出多种功能性器件,例如:完美吸波器、反射镜/偏折器、光学相控阵天线、超材料/超表面器件、超透镜、轨道角动量(OAM)器件、光频率梳、片上激光器等.可用于微纳光电子器件设计和分析的理论包括微腔谐振、等效介质模理论,严格耦合波理论,传输线理论,导模共振、Mie谐振、Fano谐振等理论;用于微纳光电子器件结构设计和模拟仿真的方法有时域有限差分(FDTD),有限元(FEM),频域有限差分(FDFD)等.随着分子束外延生长(MBE)、原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)、电子束蒸发、磁控溅射等材料生长手段的发展,以及电子束曝光(EBL)、光刻、激光直写、纳米压印、3D打印等微纳制备工艺的成熟,人们制备出了各种微纳结构及其功能器件,并进行了实验验证.微纳光电子器件与激光器也在光通信、芯片设计、激光雷达、全息技术、3D显示、虚拟现实/现实增强(VR/AR)、光镊、光学伪装/隐身/欺骗、辐射制冷和太阳能利用等方面得以广泛应用.
我们基于“2021光子技术前沿论坛 (FOPT)”,选取部分文章组成“微纳光电子与激光”专题在《物理学报》刊登,希望对读者了解此前沿领域有所帮助.