納米光學(xué)天線的應(yīng)用前景

                    都世民

等離子元光子學(xué)是納米光子學(xué)的重要組成部分,，是近年來(lái)研究十分活躍的一門新興光學(xué)分支，有著廣闊的應(yīng)用前景,。如何在納米尺度上利用等離子元的有效調(diào)控,，實(shí)現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換以及光學(xué)信息的產(chǎn)生、放大和檢測(cè),，是富有挑戰(zhàn)性的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題,。

納米光學(xué)天線的應(yīng)用研究主要集中在以下諸多領(lǐng)域：

A   開(kāi)發(fā)新一代數(shù)據(jù)存取設(shè)備；

B.  食品安全評(píng)估,；

C.  大氣污染物鑒定,；

D.  活體檢測(cè)；

   如活體成像,、細(xì)胞跟蹤,、生物檢測(cè)以及光熱治療等。

E.  癌癥的快速診斷和治療,； 

   如對(duì)癌胚抗原（CEA）的超靈敏檢測(cè).

F.  集成光學(xué)生物傳感器 ,；

G.  增強(qiáng)自發(fā)光輻射特性；

   如用由金制成的外部天線,，使銦鎵砷磷(InGaAsP)制成的納米棒的自發(fā)光輻射增        強(qiáng)了115倍,。

H.  顯微成像；

  高聚光性的納米光學(xué)天線突破了激光超衍射極限,，用在顯微成像上.在

I.  納米光電集成,；

  將光學(xué)天線引入到光刻技術(shù)，成本低,，又不受衍射極限的限制,，還可以采用長(zhǎng)波長(zhǎng)的可見(jiàn)光來(lái)照明標(biāo)準(zhǔn)的光敏層,，制作出亞波長(zhǎng)尺寸的結(jié)構(gòu)。

J.  光源制作,；

  納米天線讓可見(jiàn)光任意轉(zhuǎn)彎, 有望設(shè)計(jì)成高效量子單光子源,。

K.  短距離光通信；

L.  檢測(cè)毒品和爆炸物,； 

因納米天線可以識(shí)別這些化學(xué)成分,，從而確定毒品和爆炸物的特定類型。

M.  用于激光雷達(dá),；

   如提高激光雷達(dá)的性能等。

N.  太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換,； 

能捕獲超過(guò)90%的紅外光和可見(jiàn)光能量,，是一種電磁能收集器。

O.   提供熱源,；

    用具有內(nèi)凹型結(jié)構(gòu)的金屬鈀納米材料,，通過(guò)降低結(jié)構(gòu)對(duì)稱性和增大顆粒尺寸，使其能夠在可見(jiàn)光寬譜范圍內(nèi)吸光,，吸光后的光熱效應(yīng)足以為有機(jī)加氫反應(yīng)提供熱源,。納米結(jié)構(gòu)的尖端棱角處具有超強(qiáng)的聚光能力從而產(chǎn)生局部高溫，提供熱源,。

P.   增加LED的效率,；

用金子塔形的納米天線可能增加LED的效率。

R.  高分辨率全息攝影術(shù)

 以色列科學(xué)家一種小型金屬納米天線芯片,，以及一種相適應(yīng)的全息算法,，可以檢測(cè)一束光波的“相圖”。發(fā)明一種全新的全息攝影術(shù),，允許新設(shè)計(jì)的全息圖復(fù)制圖案的深度,，不再需要圖像重制。成功形成了高分辨率全息圖,，可以從任何方向投影,。這項(xiàng)技術(shù)還可以應(yīng)用于科學(xué)研究、安全,、醫(yī)學(xué),、工程等領(lǐng)域以及實(shí)現(xiàn)娛樂(lè)目的。

如上所述,，納米光學(xué)天線的應(yīng)用范圍與先前的射頻天線,、微波天線和毫米波天線的應(yīng)用范圍有不同之處。自麥克斯韋提出電磁理論至今,，電磁波無(wú)處不在,，找一個(gè)電磁波靜區(qū)是很困難的事情。如今納米技術(shù)的出現(xiàn)，納米光學(xué)天線的誕生和型式的多樣化,，它預(yù)示了應(yīng)用前景十分廣闊,，值得倍加關(guān)注！