從哈佛團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)亞納米精度光刻技術(shù)突破柔性電子制造瓶頸，到西湖大學(xué)仇旻教授領(lǐng)銜的超材料動態(tài)調(diào)控算法助力6G通信跨維度升級；從三星量產(chǎn)量子點(diǎn)顯示技術(shù)重塑消費(fèi)電子視覺體驗(yàn)，到IBM發(fā)布納米光子芯片將算力密度提升300倍…微納光學(xué)領(lǐng)域的每一次技術(shù)躍遷，都在重構(gòu)人類對光、物質(zhì)與能量的認(rèn)知邊界。在科技飛速發(fā)展的今天，微納光學(xué)作為一門新興的前沿學(xué)科，正以前所未有的速度改變著我們的生活和認(rèn)知。它在納米尺度上研究光學(xué)現(xiàn)象和技術(shù)，探索光與物質(zhì)相互作用的規(guī)律，也逐步將這些顛覆性創(chuàng)新正加速從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。
2025 年 6 月 25 - 27 日，世界光子大會將在北京國家會議中心盛大召開。微納光學(xué)專題會議如期而至，由西湖大學(xué)副校長仇旻教授領(lǐng)銜，匯聚全球頂尖學(xué)者與產(chǎn)業(yè)先鋒，圍繞五大議題方向，深度解析技術(shù)躍遷路徑與產(chǎn)業(yè)破局關(guān)鍵。
議題方向
1.納米結(jié)構(gòu)、納米材料及其基本特性
2.光電材料與器件
3.微納米制造與計(jì)量
4.等離子體與超材料
5.納米光子學(xué)應(yīng)用等相關(guān)技術(shù)
光與微納交織的璀璨未來
通信領(lǐng)域：高速與高效的革命
在 5G 乃至未來的 6G 通信時(shí)代，微納光學(xué)器件成為了推動通信技術(shù)飛躍的關(guān)鍵力量。以微透鏡陣列為例，其在光通信中發(fā)揮著舉足輕重的作用。聯(lián)創(chuàng)電子在互動平臺回應(yīng)投資者提問時(shí)表示，微納光學(xué)技術(shù)可以加工硅上微透鏡陣列 。微透鏡陣列由大量微小的透鏡組成，能夠精確控制光的傳播方式。在光信號傳輸過程中，它可以提升光信號的質(zhì)量，有效減少信號損耗，就像為光信號鋪設(shè)了一條暢通無阻的高速公路，保障了信號的高速、穩(wěn)定傳輸。
炬光科技在光通訊與數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了硅材質(zhì)微納光學(xué)元器件的大規(guī)模生產(chǎn)，這些元器件用于通信光模塊和硅光模塊等，承擔(dān)著激光光源的高效準(zhǔn)直、聚焦以及光纖耦合等重要功能，極大地推動了光源的小型化與效率提升，為 5G、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)的發(fā)展提供了有力支撐。隨著通信技術(shù)對帶寬和傳輸速度要求的不斷提高，微納光學(xué)器件的應(yīng)用將更加廣泛和深入，成為構(gòu)建未來高速網(wǎng)絡(luò)不可或缺的一環(huán)。
生物醫(yī)學(xué)：開啟微觀診療新視野
微納光學(xué)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，為疾病的診斷和治療帶來了革命性的變化。在生物成像方面，微納光學(xué)器件憑借其高分辨率、高靈敏度的特性，能夠?qū)崿F(xiàn)對細(xì)胞、分子等微小結(jié)構(gòu)的精確檢測，讓醫(yī)生能夠深入微觀世界，洞察疾病的奧秘。例如，通過近場光學(xué)成像技術(shù)，利用微納光學(xué)器件實(shí)現(xiàn)亞波長分辨率的成像，能夠清晰地揭示細(xì)胞和分子層面的精細(xì)結(jié)構(gòu)，為早期癌癥篩查和感染性疾病的快速檢測提供了有力手段 。
在疾病治療領(lǐng)域，微納光學(xué)器件也發(fā)揮著重要作用。光動力治療中，通過微納光學(xué)器件實(shí)現(xiàn)光信號的精確控制，能夠更精準(zhǔn)地作用于病變部位，提高治療效果，同時(shí)減少對健康組織的損傷。隨著微納光學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，未來有望實(shí)現(xiàn)更加個(gè)性化、精準(zhǔn)化的醫(yī)療，為人類健康事業(yè)做出更大貢獻(xiàn)。
消費(fèi)電子：小身材，大能量
在消費(fèi)電子領(lǐng)域，微納光學(xué)器件的身影無處不在，為我們帶來了更加便捷、高效、美觀的使用體驗(yàn)。以智能手機(jī)為例，微納光學(xué)器件在攝像頭系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅提升了成像質(zhì)量，讓我們能夠拍攝出更加清晰、細(xì)膩的照片和視頻，還實(shí)現(xiàn)了更薄的機(jī)身設(shè)計(jì)，使手機(jī)更加輕薄便攜。聯(lián)創(chuàng)電子在微納光學(xué)器件的研發(fā)上不斷創(chuàng)新，采用先進(jìn)的納米制程技術(shù)，能夠在極小的尺度上實(shí)現(xiàn)對光的精準(zhǔn)操控，為智能手機(jī)的光學(xué)性能提升提供了有力支持 。
在顯示器方面，微納光學(xué)技術(shù)的應(yīng)用可以提高顯示效果，使圖像更加清晰、色彩更加鮮艷。同時(shí)，微納光學(xué)紋理在手機(jī)等智能電子產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)中，不僅能提供視覺上的美感，還能有效防止刮擦，為產(chǎn)品增添了時(shí)尚與科技感�？梢哉f，微納光學(xué)器件已經(jīng)成為消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要驅(qū)動力，不斷提升著我們的消費(fèi)體驗(yàn)。
技術(shù)痛點(diǎn)剖析：前進(jìn)路上的荊棘
制造工藝：精度與效率的博弈
微納光學(xué)器件的制造工藝對精度和效率有著極高的要求，然而目前的技術(shù)水平仍難以滿足產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需求。以納米壓印工藝為例，盡管它在分辨率和成本方面具有潛在優(yōu)勢，但在實(shí)際應(yīng)用中卻面臨著諸多挑戰(zhàn)。納米壓印需要高精度的模板，其加工精度要比光刻提高 4 倍 ，這使得模板的制作成本大幅增加。而且模板在使用過程中容易受到損傷，進(jìn)一步推高了生產(chǎn)成本。此外，壓印過程中的粉塵控制、套刻控制、去模板控制等工藝細(xì)節(jié)，都會影響最終的壓印結(jié)果，導(dǎo)致產(chǎn)品良率難以提升。
納米光刻技術(shù)也面臨著類似的問題。隨著器件尺寸的不斷縮小，光刻技術(shù)的分辨率提升遇到了瓶頸，難以滿足日益增長的高精度制造需求。同時(shí)，光刻設(shè)備的成本高昂，使得大規(guī)模生產(chǎn)受到限制。這些制造工藝上的難題，嚴(yán)重制約了微納光學(xué)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，亟待創(chuàng)新技術(shù)的突破。
材料難題：尋找理想之光
新型光學(xué)材料的研發(fā)和應(yīng)用是微納光學(xué)領(lǐng)域的重要研究方向，但目前在材料方面仍存在許多問題。超材料作為一種具有獨(dú)特光學(xué)性質(zhì)的人工復(fù)合材料，能夠?qū)崿F(xiàn)自然材料無法獲得的新性能，如負(fù)折射率、隱身性能等，在航空航天、國防科技等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，超材料的制備工藝極其復(fù)雜，需要微納米尺度上的光刻和蝕刻工藝，成本高昂，這使得其大規(guī)模應(yīng)用受到了限制。
一些新型光學(xué)材料在穩(wěn)定性和兼容性方面也存在問題。在實(shí)際應(yīng)用中，材料需要在不同的環(huán)境條件下保持穩(wěn)定的光學(xué)性能，同時(shí)要與其他材料良好兼容，以確保器件的正常工作。但目前許多新型材料難以滿足這些要求，這也限制了它們的應(yīng)用范圍。因此，尋找性能優(yōu)異、成本低廉、易于制備的新型光學(xué)材料，是微納光學(xué)領(lǐng)域亟待解決的問題。
多學(xué)科融合困境：協(xié)同創(chuàng)新的阻礙
微納光學(xué)是一門涉及光學(xué)、半導(dǎo)體、材料學(xué)、物理學(xué)等多個(gè)學(xué)科的交叉領(lǐng)域，多學(xué)科融合對于推動微納光學(xué)技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。然而，在實(shí)際研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，多學(xué)科融合面臨著諸多困境。不同學(xué)科之間的知識體系和研究方法存在較大差異，導(dǎo)致學(xué)科間的溝通和協(xié)作存在障礙。例如，光學(xué)領(lǐng)域的研究人員可能對半導(dǎo)體制造工藝了解不足，而半導(dǎo)體領(lǐng)域的專家對光學(xué)原理的理解也可能不夠深入，這使得在跨學(xué)科項(xiàng)目中，各方難以有效地協(xié)同工作。
技術(shù)整合也是多學(xué)科融合中的一大難題。將不同學(xué)科的技術(shù)整合到一個(gè)系統(tǒng)中，需要解決技術(shù)兼容性、接口標(biāo)準(zhǔn)等一系列問題。如果這些問題得不到妥善解決，就會導(dǎo)致系統(tǒng)性能不穩(wěn)定，無法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。因此，加強(qiáng)多學(xué)科之間的交流與合作，建立有效的協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，是突破微納光學(xué)技術(shù)瓶頸的關(guān)鍵。
專題會議引領(lǐng)破局：探索解決之道
權(quán)威專家匯聚，共探前沿
本次世界光子大會 - 微納光學(xué)專題會議特邀西湖大學(xué)仇旻副校長擔(dān)任主席，無疑為會議注入了強(qiáng)大的學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力和專業(yè)權(quán)威性。仇旻教授多年來深耕于微納光學(xué)領(lǐng)域，在微納光子學(xué)理論、微納加工與制造、儀器裝備等科研方向成果豐碩 。除了仇旻副校長，會議還吸引了眾多來自世界各地的知名專家學(xué)者。他們在微納光學(xué)領(lǐng)域各有所長，在納米結(jié)構(gòu)、納米材料、光電材料與器件、微納米制造與計(jì)量、等離子體與超材料、納米光子學(xué)應(yīng)用等方面有著深厚的研究積累和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
深度研討議題，直擊痛點(diǎn)
在納米結(jié)構(gòu)、納米材料及其基本特性議題中，專家們將聚焦于納米結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制備與性能調(diào)控，深入研究納米材料的獨(dú)特光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)等性質(zhì)，為開發(fā)新型納米材料和器件提供理論基礎(chǔ)。例如，研究如何通過精確控制納米結(jié)構(gòu)的尺寸、形狀和排列方式，實(shí)現(xiàn)對光的高效吸收、發(fā)射和散射，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。
光電材料與器件議題將圍繞新型光電材料的研發(fā)、器件的設(shè)計(jì)與優(yōu)化展開討論。探索如何提高光電轉(zhuǎn)換效率，降低器件成本，提升器件的穩(wěn)定性和可靠性。例如，研究新型半導(dǎo)體材料在光電器件中的應(yīng)用，開發(fā)高效的發(fā)光二極管、光電探測器等，為光通信、光顯示、光存儲等領(lǐng)域的發(fā)展提供技術(shù)支持。
微納米制造與計(jì)量議題關(guān)注微納米制造工藝的創(chuàng)新和改進(jìn)，以及微納米尺度下的精確計(jì)量技術(shù)。探討如何突破現(xiàn)有制造工藝的限制，實(shí)現(xiàn)高精度、高效率的微納光學(xué)器件制造。例如，研究新型光刻技術(shù)、納米壓印技術(shù)、電子束刻寫技術(shù)等，提高微納結(jié)構(gòu)的加工精度和質(zhì)量；同時(shí)，發(fā)展先進(jìn)的微納米計(jì)量技術(shù)，確保器件的性能符合設(shè)計(jì)要求。
等離子體與超材料議題將深入探討等離子體和超材料的獨(dú)特光學(xué)性質(zhì)及其在微納光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。研究如何利用等離子體的局域表面等離子體共振效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)光的增強(qiáng)和操控；探索超材料的設(shè)計(jì)和制備方法，開發(fā)具有特殊光學(xué)性能的超材料，如負(fù)折射率材料、隱身材料等，為微納光學(xué)器件的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供新的思路。
納米光子學(xué)應(yīng)用議題將重點(diǎn)關(guān)注納米光子學(xué)在生物醫(yī)學(xué)、通信、能源、信息等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用案例和發(fā)展趨勢。分享納米光子學(xué)技術(shù)在疾病診斷、治療、光通信、量子計(jì)算等方面的最新研究成果，探討如何將納米光子學(xué)技術(shù)更好地轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
本次會議不僅是一場學(xué)術(shù)的盛宴，更是一個(gè)促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研各界交流與合作的重要平臺。將推動各方實(shí)現(xiàn)深度交流。在這里，企業(yè)、高校與科研機(jī)構(gòu)能夠充分溝通，加速科研成果向?qū)嶋H生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)技術(shù)共享，為微納光學(xué)產(chǎn)業(yè)注入全新活力 。
我們都誠摯地邀請您參會，共同探索微納光學(xué)的無限可能。
