近年の微細加工技術の進展にともない発展してきたナノフォトニクス分野では、ナノ構造を用いて光を操ることで、新たな光機能の創出を目指している。本講演では、ナノフォトニクスにおいて中心的な研究対象となってきた、フォトニック結晶・プラズモニクス・メタマテリアル・メタサーフェスについてその基礎と応用について概説する。

フォトニック結晶は、屈折率が周期的に変調された構造上に格子欠陥を実現することで、新しいレーザや光回路を実現してきた。プラズモニクスでは、回折限界を超えたイメージングや、局在する光による極限的な光電子相互作用を実現する。メタマテリアル・メタサーフェスは、これまでのレンズやミラーといった従来素子の極限的な高機能化と多機能化を実現する。これらの技術は、光の世紀とも呼ばれる21世紀の社会でさらに活躍すると期待されている。

ナノフォトニクス分野では物性物理学や量子物理で築かれた理論的な体系の援用が重要なカギをにぎる。そのため、ナノフォトニクスはなかなかむずかしい物理のアイデアに触れるよい教材でもある。本講演では、結晶の物理学から最新のトポロジカル絶縁体のアイデアまで幅広くカバーし、様々な科学分野の基礎となっている物理の理解を深める機会としても有用である。