纳米光学天线的应用前景

                    都世民

等离子元光子学是纳米光子学的重要组成部分，是近年来研究十分活跃的一门新兴光学分支，有着广阔的应用前景。如何在纳米尺度上利用等离子元的有效调控，实现电光转换以及光学信息的产生、放大和检测，是富有挑战性的科学技术问题。

纳米光学天线的应用研究主要集中在以下诸多领域：

A   开发新一代数据存取设备；

B.  食品安全评估；

C.  大气污染物鉴定；

D.  活体检测；

   如活体成像、细胞跟踪、生物检测以及光热治疗等。

E.  癌症的快速诊断和治疗； 

   如对癌胚抗原（CEA）的超灵敏检测.

F.  集成光学生物传感器 ；

G.  增强自发光辐射特性；

   如用由金制成的外部天线，使铟镓砷磷(InGaAsP)制成的纳米棒的自发光辐射增        强了115倍。

H.  显微成像；

  高聚光性的纳米光学天线突破了激光超衍射极限，用在显微成像上.在

I.  纳米光电集成；

  将光学天线引入到光刻技术，成本低，又不受衍射极限的限制，还可以采用长波长的可见光来照明标准的光敏层，制作出亚波长尺寸的结构。

J.  光源制作；

  纳米天线让可见光任意转弯, 有望设计成高效量子单光子源。

K.  短距离光通信；

L.  检测毒品和爆炸物； 

因纳米天线可以识别这些化学成分，从而确定毒品和爆炸物的特定类型。

M.  用于激光雷达；

   如提高激光雷达的性能等。

N.  太阳能光电转换； 

能捕获超过90%的红外光和可见光能量，是一种电磁能收集器。

O.   提供热源；

    用具有内凹型结构的金属钯纳米材料，通过降低结构对称性和增大颗粒尺寸，使其能够在可见光宽谱范围内吸光，吸光后的光热效应足以为有机加氢反应提供热源。纳米结构的尖端棱角处具有超强的聚光能力从而产生局部高温，提供热源。

P.   增加LED的效率；

用金子塔形的纳米天线可能增加LED的效率。

R.  高分辨率全息摄影术

 以色列科学家一种小型金属纳米天线芯片，以及一种相适应的全息算法，可以检测一束光波的“相图”。发明一种全新的全息摄影术，允许新设计的全息图复制图案的深度，不再需要图像重制。成功形成了高分辨率全息图，可以从任何方向投影。这项技术还可以应用于科学研究、安全、医学、工程等领域以及实现娱乐目的。

如上所述，纳米光学天线的应用范围与先前的射频天线、微波天线和毫米波天线的应用范围有不同之处。自麦克斯韦提出电磁理论至今，电磁波无处不在，找一个电磁波静区是很困难的事情。如今纳米技术的出现，纳米光学天线的诞生和型式的多样化，它预示了应用前景十分广阔，值得倍加关注！