Документ охватывает технологии нанофотоники и нанотехнологий, включая производство и свойства наноразмерных материалов, таких как квантовые точки и полупроводниковые лазеры. Он также обсуждает применение этих технологий в энергии, медицине и оптических устройствах, демонстрируя важность контролируемого манипулирования атомами. Кроме того, документ затрагивает эволюцию волноводов и инновации в области лазерных проекторов.

1. Нанофотоника Нанотехнологии и получение света Наноразмерные волноводы Диагностика наноразмерных объектов при помощи света

2. Что такое «нанотехнологии»??? Нанотехнологии – это технологии производства материалов и устройств с определяющими их свойства элементами, размеры которых находятся в пределах от 1 до 100 нанометров При таки размерах элементов становятся важны свойства и взаимодействия отдельных атомов и молекул, а также квантовые эффекты Вики-нанотехноло́гия — междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомарной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.

3. Полупроводниковые квантовые точки: «искусственные атомы» кв. точка смачивающий слой широкозонная матрица N QD ~ 5x10 10 cm -2 Size ~ 10x10x5 nm

4. Электроны Фотон Квантовая яма или квантовая точка Зона проводимости Валентная зона Межзонный переход Дырки Полупроводниковые наноструктуры: квантовые ямы, квантовые точки и др. квантовые точки – это «искусственные атомы» Эл. ток Эл. ток

5. Полупроводниковые наноструктуры: создание и изучение Молекулярно-пучковая и газофазная эпитаксия Просвечивающая и сканирующая электронная микроскопия и электронно-лучевой микроанализ Рентгеновская дифракция и топография Оже-электронная спектроскопия и вторично-ионная масс-спектроскопия

6. Полупроводниковые лазеры Запись/считывание информации Передача данных Лазерная печать Медицина и биология Лазерная резка/сварка/сверление

7. Мощные полупроводниковые лазеры (  = 0.8 – 1.8 мкм) P > 20 Вт КПД = 74 % Низкая стоимость по сравнению с газовыми и твердотельными лазерами Уникальные параметры выходного излучения Гибкость процесса изготовления

8. Нанотехнологии для энергетики будущего: солнечная энергетика Согласно расчетам, выполненным в 70-80х годах прошлого века, солнечной электростанции площадью 70х70км было достаточно для удовлетворения потребности в электроэнергии всего СССР

9. Концентраторные солнечные батареи и установки Тенденция развития: уменьшение размера ячейки и повышение эффективности ! Зеркала, большие ячейки Линзы Френеля, средние ячейки Маленькие линзы, маленькие ячейки

10. Мощные светодиоды с силой света 10000 – 15000 кд

11. Светодиоды для среднего инфра-красного диапазона ( 1600-5000 нм ) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500 2700 Длина волны ,нм Интенсивность, отн.ед.  W/nm LED22 LED20 f=500 Hz LED18 В среднем инфра-красном диапазоне 1600-5000 нм лежат линии поглощения большинства газов : CH 4 , H 2 O, CO 2, CO, C 2 H 2, C 2 H 4, C 2 H 6, CH 3 Cl, OCS, HCl, HOCl, HBr, H 2 S, HCN, NH 3 , NO 2 , и многих других .

12. Эволюция волноводов от ВОЛС к плазмонным волноводам Волс 100 м и более Последняя миля – 1 см – 100 м Плазмонные волноводы – сотни микрон и менее

13. Оптические межсоединения

14. Плазмонны

15. Плазмонные волноводы

16. Ближнепольная микроскопия

17. Ближнепольная микроскопия A - область ближнего поля (h << λ) B - область дальнего поля (h ≥ λ) C - лазерное излучение D - оптическое волокно E - металлическое покрытие оптического волокна F - апертура (d << λ) G - образец

18. Примеры изображений Изображение карбоновых нанотрубок А) Конфокальная Б) Ближнепольная InAs квантовые точки АСМ БПСМ

19. Флуоресцентная наноскопия ( STED )

20. Флуоресцентная наноскопия ( STED )

21. Оптическй пинцет Волноводный эффект: свет в веществе Волноводный эффект «наоборот»: вещество в свете – оптический пинцет

22. Лазерные проекторы Опытные образцы видео-проекторов размером со спичечный коробок

23. Лазерные проекторы Однако уже есть и не опытные образцы…  Microvision SHOWWX Laser Pico Projector MacWorld 2010 Best of Show award Samsung H03 Pico Pocket Sized LED Projector Портативный проектор Aiptek PocketCinema T30