照亮未来：纳米光子学在未来绿色技术、精密医疗与光子计算中的应用

纳米光子学作为纳米技术与光子学交叉融合的学科，已在绿色能源、生物医学和光子计算等多个领域推动了变革性的进展。本综述全面审视了纳米光子学原理和应用的最新进展，突出材料设计、器件工程和系统集成等关键创新。在可再生能源领域，纳米光子学实现了光捕获纳米结构和钙钛矿太阳能电池的光谱控制，提升了集中太阳能光伏和热光伏的太阳能转换效率，接近理论极限。对于生物感测，纳米光子平台实现了对生物分子、病原体和污染物检测的空前灵敏度，实现了实时诊断和环境监测。医疗应用利用调制的光-物质相互作用实现了精准光热治疗、图像引导手术和早期疾病检测。此外，纳米光子学支撑了下一代光子神经网络和神经形态计算，提供了超高速、低能耗的 von Neumann 架构的替代方案。尽管该领域发展迅速，但在可扩展性、制造成本和材料稳定性方面仍面临挑战。未来进展将依赖新型材料、AI 驱动的设计优化和跨学科方法，以实现可扩展且低成本的部署。本综述总结了近期进展并概述了未来趋势，包括新型材料体系、跨学科方法以及增强的计算能力，为不断演化的领域 paving the way for变革性应用奠定了基础。