32、纳米光子系统中纳米级光 - 物质相互作用的并行检索

纳米光子系统中纳米级光 - 物质相互作用的并行检索

在纳米光子学领域，纳米级光学近场相互作用的独特属性对于创新的纳米光学处理系统至关重要。传统的一维扫描方法在获取纳米级二维信息时存在吞吐量低等问题，因此，本文提出了宏观尺度观察和转录光学近场这两种基本技术，以实现纳米级光 - 物质相互作用的并行检索。

纳米光子学简介

纳米光子学是一种利用光学近场的新技术。光学近场是介导紧密间隔的纳米物质之间相互作用的电磁场。通过利用光学近场相互作用，纳米光子学突破了传统光学器件受光衍射极限限制的集成密度，在光子器件和光学制造技术方面实现了定量创新。同时，利用光学近场相互作用带来的新功能和现象，也实现了定性创新。

目前，高质量的光学近场探测尖端技术，如基于光纤探头的技术，在纳米光子学研究中发挥了重要作用。它们实现了高空间分辨率和高能量效率，例如近场光学显微镜（NOMs）被广泛用于获取超高分辨率图像。然而，使用探测尖端表征光学近场需要一维扫描过程，这严重限制了获取纳米级二维信息的吞吐量。此外，制造探头和控制其测量位置需要精密技术，这成为开发更实用、简便的光学近场表征或利用方法的障碍。因此，消除一维扫描过程，即实现无探头纳米光子学，是进一步探索纳米级光 - 物质相互作用可能性的重要一步。

实际上，在纳米光学制造中，已经成功实现了无需扫描过程的光学近场相互作用的利用。例如，利用光掩模和光刻胶之间近场相互作用的光学近场光刻技术已经得到发展。此外，非绝热过程，即光学近场相互作用激活传统上对光不敏感的材料，也是纳米光子学制造纳米结构的新亮点。光学近场蚀刻也是无探头纳米光子学的一个例子，它通过在光学近场产生的区域选择性激发光化学反应，成功实现了光学元件粗糙表面的平坦化。