Handbook of Nano-Optics and Nanophotonics

در دهه 1990، فناوری نوری و صنعت فوتونیک به سرعت توسعه یافتند، اما پیشرفت بیشتر به دلیل محدودیت اساسی نور به نام حد پراش دشوار شد. این محدودیت را می توان با استفاده از فناوری جدید نانو اپتیک یا نانوفتونیک که در آن اندازه میدان الکترومغناطیسی تا مقیاس نانو کاهش می یابد و به عنوان حاملی برای انتقال سیگنال، پردازش و ساخت استفاده می شود، غلبه کرد. چنین کاهشی فراتر از حد پراش با استفاده از میدان های نزدیک نوری امکان پذیر است. ماهیت واقعی نانو اپتیک و نانوفوتونیک نه تنها شامل توانایی آنها برای برآوردن الزامات فوق است، بلکه توانایی آنها برای تحقق نوآوری های کیفی در دستگاه های فوتونیک، تکنیک های ساخت، تبدیل انرژی و سیستم های پردازش اطلاعات را نیز شامل می شود.
هدف این کار بررسی نوآوری های علم و فناوری نوری توسط نانو اپتیک و نانو فوتونیک است. در حالی که در علم و فناوری نوری مرسوم، نور و ماده به طور جداگانه مورد بحث قرار می گیرند، در نانو اپتیک و نانو فوتونیک، نور و ماده باید به صورت جفت شده با یکدیگر در نظر گرفته شوند و جریان انرژی بین نانوذرات دو طرفه است. این بدان معناست که نانو اپتیک و نانوفوتونیک باید به عنوان یک فناوری در نظر گرفته شود که میدان های نوری و ماده را در هم می آمیزد.
این کار منحصربه‌فرد جدیدترین موضوعات نانو اپتیک، کاربردها در عملیات دستگاه، تکنیک‌های ساخت، تبدیل انرژی، پردازش اطلاعات، معماری‌ها و الگوریتم‌ها را بررسی و پوشش می‌دهد. هر فصل توسط دانشمندان برجسته در زمینه مربوطه نوشته شده است. بنابراین، این کار اطلاعات علمی و فنی با کیفیتی را در اختیار دانشمندان، مهندسان و دانشجویان فارغ التحصیل قرار می دهد که در تحقیق و توسعه نانو اپتیک و نانوفتونیک مشغول هستند و خواهند بود. به خصوص، موضوعاتی که باید توسط این کار پوشش داده شود، توسط مهندسان در بازار به سرعت در حال رشد تبدیل انرژی نوری مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

In the 1990s, optical technology and photonics industry developed fast, but further progress became difficult due to a fundamental limit of light known as the diffraction limit. This limit could be overcome using the novel technology of nano-optics or nanophotonics in which the size of the electromagnetic field is decreased down to the nanoscale and is used as a carrier for signal transmission, processing, and fabrication. Such a decrease beyond the diffraction limit is possible by using optical near-fields. The true nature of nano-optics and nanophotonics involves not only their abilities to meet the above requirements but also their abilities to realize qualitative innovations in photonic devices, fabrication techniques, energy conversion and information processing systems.
The objective of this work is to review the innovations of optical science and technology by nano-optics and nanophotonics. While in conventional optical science and technology, light and matter are discussed separately, in nano-optics and nanophotonics, light and matter have to be regarded as being coupled to each other, and the energy flow between nanoparticles is bidirectional. This means that nano-optics and nanophotonics have to be regarded as a technology fusing optical fields and matter.
This unique work reviews and covers the most recent topics of nano-optics, applications to device operations, fabrication techniques, energy conversion, information processing, architectures and algorithms. Each chapter is written by the leading scientists in the relevant field. Thus, this work will provide high-quality scientific and technical information to scientists, engineers, and graduate students who are and will be engaged in R&D of nano-optics and nanophotonics. Especially, the topics to be covered by this work will be popularly used by the engineers in the rapidly growing market of the optical energy conversion.