乘风破浪，驱动光学新引擎

20世纪80年代末，光子晶体概念的提出将传统光学的研究从宏观尺度推进到波长相当的微米尺度，从均匀材料拓展到微结构材料，这一研究方向引领了20余年微纳光学的发展。进入21世纪以后，等离激元光子学、超构材料等研究的兴起进一步将光学研究拓展至亚波长甚至纳米尺度，微纳光学的研究范畴越来越充实和清晰。

不难预测，未来我们可以利用更多极端的条件，让光场的操控方式发生根本性的改变。首先可以产生非常短的脉冲，目前商用仪器产生的光脉冲最短可达到4fs，另外可精确控制相位，形成完全不同的场强分布。光场模式多样化，可进行波长、相位、频率、位置、时间等条件的操控，增加物理学研究中的变量，拓展物理学研究的方向和极限。

江苏大学机械工程学院光电信息科学与工程系的赵新宏副教授认为，微纳光学主要研究在光学衍射极限及突破衍射极限尺度下（即光的波长和亚波长尺度）的光学现象及应用。从紫外、可见至近红外光学波段，这个尺度在微米、百纳米乃至几十纳米的范围之内。微纳光学着重研究这一特征尺度下的光与物质的相互作用、光场的产生、传输与调制、光子能量转换等物理过程，以及光在信息的获取、传输与处理等方面的应用。他从事微纳光电子器件与能源光子学方向研究工作。主要致力于新颖的微纳光子器件概念和原型的开发与应用。微纳光电子器件借助微纳结构在光的特征尺度下操纵光场，大大增强了人们对光的调控能力，更加有效地发挥出光子作为信息和能量载体的作用。目前，针对不同的材料体系，主要的微纳结构有光子晶体、超构材料、表面等离激元、光学超晶格、微纳结构光纤与波导、量子点、量子阱等。同时微纳光电子器件也可以在空间尺度进行调控，可突破光的衍射极限，借助一些微纳结构将光斑尺寸约束至纳米尺度以下，比如表面等离激元，可以带来全新的光学研究思路。

未来我们可以利用光做什么？赵新宏表示，光学技术是将来科技发展一个非常重要的手段。现在的光学加工都在宏观的微米、厘米尺度上，如果达到纳米尺度，能把量子效应直接在芯片上实现，这是光学能够做得非常重要的事情。在他看来，光学实际上是架起科学跟应用科学之间的桥梁。光学应该走多学科交叉，多学科合作的这样一条路。例如电子学与光子学的发展过程有很大的相似性，两者皆经历从微米尺度（宏观）向纳米尺度（介观）的发展过程。赵新宏主持的《Cu0（Cu₂0）—Zn0—Ag纳米线中的等离激元能量转移增强光电转换研究》获得国家自然学科学基金项目的资助批准，他还研究发明了垂直堆垛PEDOT：PSS/PbS/CsPbCl₃纳米结构柔性光探测器等的制备方法。未来电子学与光子学将并驾齐驱，最终实现电子器件与光子器件的共集成，使人类进入纳米信息技术的新时代。

当前，光学工程学科正在经历着突飞猛进的发展，而光学人才的培养是最重要的事情之一。作为江苏大学的副教授，赵新宏负责光电信息科学与工程专业本科生和光学工程专业研究生的核心课程教学工作，其教学和科研成果参与专业国际认证获得诸多好评。他认为，要做别人没有做过的事，选对方向去进行有颠覆性的发明创造。光学从业者除了掌握光学基本理论和光电子系统的专门知识，还要深入了解国内外本学科领域的新技术和发展动向，成为科学研究和技术研发的高级人才。与国际上科技发达的国家相比，目前我国微纳光子学的研究还不算落后，这从我国在微纳光子学领域发表的论文数量和投稿的杂志级别就可看出。但是我国的光子学、光子技术以及光电子产业要实现跨越式的发展，仍然任重而道远。（文/陈思达）

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