本书就纳米光子学提供了统一的、全方位的描述，以满足各个不同学科读者的需要。本书的目的是为这个涉及面广泛的学科提供基础知识，以使各个学科的学者都能迅速掌握最低限度的、必要的知识背景用以研究和发展纳米光子学。作者希望本书既能够作为教育与培训的教科书，也可以作为帮助集光学、光子学和纳米技术于一身的领域研究和发展所需要的参考书。

本书包含了集纳米技术、光子学和生物学于一体的理论知识和各种应用。每章开头的引言介绍了读者能从该章获取的知识。每章结尾的知识要点是需要深刻理解的知识，也可以作为前面所陈述内容的回顾。

光子学是一门涵盖广泛的光学科学和技术，它对包括信息技术和医疗保健在内的诸多不同领域都产生了重要影响。纳米光子学是研究纳米尺度光一物质相互作用的光子学科学和技术，目前研究者们正在这一领域不断地发现新的现象，并开发传统光子学和电子学所无法比拟的新技术。这些新技术包括高效的太阳能产生、高带宽和高速的通信、大容量的数据存储以及柔性的高对比度显示器等。此外。纳米光子学可以提供新的强力的诊断技术以及光引导和活化治疗技术，它们都将对生物医学技术产生深远的影响。

本书向学生们介绍了重要的和最新的概念，同时也为科学家和工程师们提供了前沿的参考。本书计划面向这样的群体：他们希望了解纳米尺度上的光-物质相互作用机理以及光子学在纳米技术和纳米生物技术中的应用。本书由这一领域公认的领导者所编写，它为对材料科学和工程、纳米技术及光子学的未来感兴趣的人们提供了重要的资源。

译者序

中文版序言

序言

致谢

简要目录

第1章 绪论

 1.1 纳米光子学——纳米技术领域的研究热点

 1.2 纳米光子学概述

 1.3 多学科的教育、培训与研究

 1.4 本书的理论基础

 1.5 基础研究与新技术发展的机遇

 1.6 本书的适用范围

 参考文献

第2章 纳米光子学基础

 2.1 光子和电子：相似点和不同点

2.1.1 自由空间传播

2.1.2 对光子和电子的限制

2.1.3 在经典禁区中的传播：隧穿

2.1.4 在周期势场下的定域化：带隙

2.1.5 光子和电子的合作效应

 2.2 纳米级光学相互作用

2.2.1 轴向纳观定域化

2.2.2 侧向纳观定域化

 2.3 电子相互作用的纳米级限制

2.3.1 量子限制效应

2.3.2 纳观相互作用动力学过程

2.3.3 新的合作跃迁

2.3.4 内米级的电子能量转移

2.3.5 合作发射

 2.4 本章重点

 参考文献

第3章 近场相互作用和近场光学显微术

 3.1 近场光学

 3.2 近场纳观相互作用的理论模型

 3.3 近场显微术

 3.4 近场研究的例子

3.4.1 量子点的研究

3.4.2 单分子光谱学

3.4.3 非线性光学过程的研究

 3.5 无孔径近场光谱技术与近场显微术

 3.6 光相互作用的纳米级增强

 3.7 内米动力学时空分辨率研究

 3.8 近场光学显微镜制造商

 3.9 本章重点

 参考文献

第4章 量子限制材料

 4.1 无机半导体

4.1.1 量子阱

4.1.2 量子线

4.1.3 量子点

4.1.4 量子环

 4.2 量子限制的表征

4.2.1 光学性质

4.2.2 举例

4.2.3 非线性光学性质

4.2.4 量子限制斯塔克效应

 4.3 介电限域效应

 4.4 超品格

 4.5 核壳量子点与量子点-量子阱

 4.6 量子限制结构作为激光媒介

 4.7 有机量子限制结构

 4.8 本章重点

 参考文献

第5章 等离子体光子学

 5.1 金属纳米粒子和纳米棒

 5.2 金属纳米壳

 5.3 局域场增强

 5.4 亚波长孔径等离子体光学

 5.5 等离子体波导

 5.6 金属纳米结构的应用

 5.7 辐射衰变工程学

 5.8 本章重点

 参考文献

第6章 激发动力学过程的纳米控制

 6.1 纳米结构和激发态

 6.2 稀土掺杂的纳米结构

 6.3 上转换纳米基团

 6.4 光子雪崩

 6.5 量子切割

 6.6 位点分离的纳米粒子

 6.7 本章重点

 参考文献

第7章 纳米材料的生长和表征

 7.1 纳米材料的生长方法

7.1.1 外延生长

7.1.2 激光辅助气相沉积

7.1.3 纳米化学

 7.2 纳米材料的表征

7.2.1 X射线表征法

7.2.1.1 X射线衍射

7.2.1.2 X射线光电子光谱

7.2.2 电子显微镜法

7.2.2.1 透射电子显微镜法(TEM)

7.2.2.2 扫描电子显微镜法(SEM)

7.2.3 其它电子束技术

7.2.4 扫描探针显微镜法

 7.3 本章重点

 参考文献

第8章 纳米结构的分子架构

 8.1 非共价相互作用

 8.2 纳米结构的聚合物介质

 8.3 分子机械

 8.4 树状高分子

 8.5 超分子结构

 8.6 单层和多层分子组装

 8.7 本章重点

参考文献

第9章 光子晶体

 9.1 基本概念

 9.2 光子晶体的理论模型

 9.3 光子晶体的性质

 9.4 制备方法

 9.5 光子晶体光路

 9.6 非线性光子晶体

 9.7 光子晶体光纤

 9.8 光子晶体和光通信

 9.9 光子晶体传感器

 9.10 本章重点

 参考文献

第10章 纳米复合材料

 10.1 作为光子介质的纳米复合材料

 10.2 纳米复合材料波导

 10.3 随机激光器：激光涂料

 10.4 局域场增强

 10.5 多相纳米复合材料

 10.6 用于光电子学的纳米复合材料

 10.7 聚合物分散液晶

 10.8 纳米复合超材料

 10.9 本章重点

 参考文献

第11章 纳米光刻技术

 11.1 双光子光刻术

 11.2 近场光刻术

 11.3 近场相掩模软光刻术

 11.4 等离子体印刷

 11.5 纳米球光刻术

 11.6 蘸笔纳米光刻术

 11.7 纳米压印光刻术

 11.8 光促线型纳米阵列

 11.9 本章重点

 参考文献

第12章 生物材料和纳米光子学

 12.1 生物衍生材料

 12.2 仿生材料

 12.3 生物模板

 12.4 细菌生物合成器

 12.5 本章重点

 参考文献

第13章 纳米光子学在生物技术和纳米医学中的应用

 13.1 近场生物成像

 13.2 纳米粒子在光学诊断和靶向治疗中的应用

 13.3 生物成像中的半导体量子点

 13.4 生物成像中的上转换纳米球

 13.5 生物传感器

 13.6 光诊断和靶向治疗中的纳米诊疗剂

 13.7 纳米诊疗剂的基因送递

 13.8 应用于光动力疗法的纳米诊疗剂

 13.9 本章重点

 参考文献

第14章 纳米光子学应用及其市场前景

 14.1 纳米技术、激光技术和光子技术

14.1.1 纳米技术

14.1.2 激光技术类产品在全球的市场情况

14.1.3 光子技术

14.1.4 纳米光子学

 14.2 光学纳米材料

14.2.1 纳米涂料

14.2.2 遮光剂中的纳米颗粒

14.2.3 自清洁玻璃

14.2.4 荧光量子点

14.2.5 纳米条形码

14.2.6 光子晶体

14.2.7 光子晶体光纤

 14.3 量子限制激光器

 14.4 近场显微镜

 14.5 纳米光刻技术

 14.6 纳米光子学的前景展望

14.6.1 发电及能量转化

14.6.2 信息技术

14.6.3 传感器技术

14.6.4 纳米医学

 14.7 本章重点

 参考文献

索引