Het onderzoeksgebied nanofotonica, de wetenschap en de toepassing van licht op de nanoschaal, is in de afgelopen jaren snel gegroeid. AMOLF-onderzoekers behoren tot de pioniers van dit vakgebied. In een recent artikel in Science bespreken groepsleiders Femius Koenderink en Albert Polman samen met Andrea Alù, gasthoogleraar van de University of Texas, wetenschappelijke hoogtepunten, toepassingen en een toekomstperspectief van licht op de nanoschaal.
In de afgelopen jaren heeft nanofotonica zich ontwikkeld tot een dynamisch onderzoeksveld waarin wetenschappers en ingenieurs de beheersing krijgen over lichtstromen op lengteschalen ver onder de optische golflengte, waarbij ze de klassieke grenzen die door diffractie gedicteerd worden ver overschrijden. Door gebruik te maken van metalen en diëlektrische nanostructuren die heel precies gevormd zijn in 2D- en 3D nano-architecturen, kan licht op fascinerende nieuwe manieren verstrooid, gebroken, gevangen, gefilterd en bewerkt worden. Dit valt niet te bereiken met natuurlijke materialen en in conventionele geometrieën. Beheersing van licht op de nanoschaal heeft niet alleen een grote verscheidenheid aan nieuwe fenomenen onthuld, maar ook geleid tot een scala aan belangrijke toepassingen.
AMOLF is al vanaf het prille begin actief op dit onderzoeksgebied en heeft geholpen het in de loop van de jaren vorm te geven. Momenteel zijn meer dan vijftig promovendi, postdocs en master studenten actief in AMOLF’s Center for Nanophotonics, waar ze aan een groot scala aan onderwerpen binnen de nanofotonica werken. Het overzichtsartikel dat op 1 mei in Science gepubliceerd wordt, beschrijft wetenschappelijke hoogtepunten van onderzoeksgroepen over de hele wereld in plasmonica, tweedimensionale materialen, optische antennes, quantumplasmonica, licht-vectorvelden, metamaterialen en meta-oppervlakken. Het besteedt ook aandacht aan toepassingen van nanofotonica die in de afgelopen jaren zijn ontwikkeld, zoals fotonische kristallasers, leds, zonnecellen en medische toepassingen. Het artikel besluit met een toekomstperspectief van de richting waarin het onderzoeksveld nanofotonica zich ontwikkelt, beschrijft uitdagingen in hybride nanofotonica, het oogsten van energie, nanofotonische beheersing van chemische reacties, optische computers en opto-elektronische integratie. De auteurs twijfelen er geen moment aan dat het intensieve voortgaande onderzoek binnen de nanofotonica in de komende jaren tot nieuwe fundamentele inzichten zal leiden in de wetenschap van licht en haar toepassingen. De timing van het artikel valt mooi samen met het Internationale Jaar van het Licht.
Figuur: Het stur
en van licht met behulp van optische meta-oppervlakken.
Referentie
A.F. Koenderink, A. Alù, and A. Polman, Nanophotonics: shrinking light-based technology
Science 348, 516-521 (2015)
