無論怎樣，“導師”代表的不僅僅是“職稱”，這背後是對其科研能力與學術成果的承認（非學術能力而貓膩評上的情況另論），既然導師指出了微納光學，這就說明他在這方面有著相當的研究，或者說他的研究或者學術認知以為微納光學還有發展前景！導師用了早於學生十幾年的時間“探路”，為學生節省了寶貴的時間，我們要做的不是首先懷疑是否有前景，當然可以懷疑導師的研究與指示，但這是建立在對導師所涉及領域有了深入實在的瞭解和研究之後的！因此，先跟著導師走，在研究的過程中形成自己的看法，形成自己對微納光學的看法！

當然是一個好的方向。

微納光學技術的多種應用

1）加工新型光柵

藉助於大規模積體電路工藝技術，可以加工出新型的光柵。光柵是個實用性很強的基本光學器件，在23ARTICLE | 論文鐳射與光電子學進展2009.10光譜儀、光通訊波分複用器件、鐳射聚變工程、光譜分析等領域中大量使用。傳統的表面光柵不論是機械刻畫光柵，還是全息光柵，其表面的光柵結構是很薄的。明膠或光折變體全息光柵的光柵厚度較厚，由於製造工藝的一致性、溫度穩定性和長期穩定性問題，在實際應用時仍然有限制。

2）製作深刻蝕亞波長光柵

採用鐳射全息、光刻工藝和半導體幹法刻蝕工藝可以加工出深刻蝕亞波長光柵。其簡化的基本工藝流程如圖 1 所示。首先，採用鐳射全息產生高密度光柵的光場；其次，透過光刻工藝，在光刻膠上做出光柵掩模；最後，透過反應離子或高密度等離子體等半導體幹法刻蝕技術，加工出深刻蝕的表面光柵

透過在普通石英玻璃中引入深刻蝕光柵結構，如圖 2 所示，就可以實現一系列實用的光學器件。圖 2(a)所示的高效率光柵，衍射效率理論值為 98%，可以實現偏振無關結構，也就是對於 TE，TM 偏振入射光均可以實現很高的衍射效率。圖 2(b)所示為偏振分束器件，也就是將 TE，TM 偏振方向的光完全分開，表現出類似於晶體的偏振分光效能。圖 2(c) 所示為在二次布拉格角度下工作的分束光柵。圖 2(d) 所示為高效率 1×3 分束器，衍射效率可以高達 98％，和商品化的 1×3 分束器（衍射效率 75％）相比，衍射效率要高出23%, 具有重要的應用前景。

深刻蝕石英光柵可以實現一系列功能：(a)高衍射效率98%

3）可實現多種新型光學元件

利用微納光學技術，結合數字編碼技術，還可以實現更多新型的光學元件，例如偏振透鏡 。所謂偏振透鏡就是可以僅對一個偏振光成像，而對另外一個偏振光則完全濾除。眾所周知，光學透鏡是一個基本的光學元件。一般來說，普通的光學透鏡沒有偏振特性，對於不同偏振光的成像功能完全一樣。如果要想實現偏振控制功能，則必須附加上起偏器等元件，這將使得結構複雜、成本昂貴、體積龐大。最近發明的一種微納結構數字編碼的“偏振透鏡”能夠實現對任意偏振光成像的功能，它利用光學表面的微結構實現偏振選擇功能和數字編碼實現透鏡成像功能，使普通光學材料透過引入微納光學結構，就可以實現偏振成像的功能。其優點是體積小、重量輕，透過大批次複製技術，可以實現低生產成本，具有良好的產業化前景。

4）提高能源的利用效率

利用微納光學器件，可以為目前大力提倡的“節能減排”做貢獻。例如，光學表面一般是有反射，在利用太陽能或提高半導體鐳射器的出光效率時，會帶來光能的損耗。人們很早就知道，光學表面的微納結構會起到增加透射、減少反射的作用。由於隨機表面結構加工的便利性，這方面的實驗論文大量報道。採用隨機微納結構確實能起到一定減反的效果，但對其物理本質深究的並不多。我們的觀點認為這是由於漸進的光學表面等效折射率而導致的，而且這個漸進的光學表面等效折射率應該是線性增加的，這樣才能夠保證光波波前不會受到附加的擾動或干擾，從這個角度來講，三角形的表面微結構是最完美的，而隨機的光學表面微結構會引入附加干擾。而採用光柵模式方法就可以很好理解內在的物理過程 。這個觀點對於提高太陽能接受器件的用效率以及半導體鐳射器件的出光效率，有重要應用價值。在光顯示中，利用奈米光學結構的寬頻偏振效應，可以提高光能利用率。在手機顯示等應用中，利用微奈米結構的波導效應，可以有效控制光的能量分佈，提高光能利用

5）可應用於高階光學的場合

利用奈米光學結構色彩控制能力和數字化編碼能力，將來有可能在人民幣等高階光學防偽中使用。微納光學結構的色彩控制能力 和大批次複製技術，將來也有可能替代傳統油墨印刷，從而發展出新型印刷產業。事實上，半色調編碼技術，也就是將灰度影象編碼成不同密度的微觀二值的模擬技術，很早就用於印刷行業，使得報紙的印刷更加便宜和方便。從面向光學顯示的娛樂產業以及飛機駕駛員培訓三維場景光學模擬 等高階應用來看，微納光學都將發揮關鍵作用。

光學波導的微結構還可以實現光能量的空間分佈，在手機，頭盔顯示等領域有重要的應用前景

2.結論

微納光學具有廣泛的應用前景。例如，下一代光碟產業的研究已經進入到奈米階段，光學超分辨技術、奈米結構的光學制造、快速相變材料以及利用表面等離子體等奈米光學技術 等都在其中得到了廣泛的重視與研究。在光通訊、鐳射武器、大氣汙染檢測等多種應用場合，微奈米光學技術都將發揮重要作用。微納光學不僅是新型光電子產業的發展方向，也已經成為光學領域的前沿學科方向，在 Nature，Science 等國際頂級期刊上經常有微納光學領域的論文發表。微納光學結構的製造是一個基本技術問題，表面等離子體光學器件、負折射率材料等奈米光學器件均需要先進奈米尺度的製造技術，它包括聚焦電子束裝置、光刻工藝裝置、反應離子刻蝕裝置或高密度等離子體刻蝕裝置以及鐳射全息裝置等。藉助這些納米制造技術，可以製造出一系列新型的光學元件，例如：偏振分光器件等。因此，微納光學器件在光儲存、光顯示、光通訊等多個領域，具有重要的應用前景。