納米光子學主要研究如何在微納米尺度上對光子運動進行操縱、調節和控制，在未來信號傳播和信息處理方面具有廣泛的應用前景。有機材料中的Frenkel激子具有高的激子結合能，能夠與光子耦合形成穩定的激子極化激元(Exciton Polariton, EP)。這種激子光子強耦合作用對有機納米線體系中光波導行為和發光調制諧振等方面有著重要的作用。
中科院化學研究所光化學院重點實驗室的科研人員近年來一直致力于低維有機光子學方面的研究工作(Adv. Mater., 2008, 20, 1661-1665; Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 7301-7305)，探索了有機單晶納米材料的低損耗波導與受激發射性質。
最近，在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的支持下，科研人員在前期工作的基礎上制備了三重態敏化劑均勻摻雜的有機納米波導材料，通過激子極化激元傳播過程中的雙向能量轉移，實現了穩定白光耦合輸出的光波導器件 (Adv. Mater., 2011, 23, 1380-1384)。該工作證實了有機低維材料的波導過程中存在Frenkel激子與光子的耦合，為實現基于激子極化激元的有機光子學器件奠定了基礎。進一步以陽離子表面活性劑為模板，誘導雙光子熒光分子自組裝，形成了四方截面的有機納米線。通過測量有機納米線微腔中Fabry-Pérot型發光光譜和模擬激子激元諧振模型下的電場強度分布，研究了其中激子極化激元傳播并發生諧振的行為，同時實現了雙光子泵浦的有機納米線激光器(J. Am. Chem. Soc.,2011,133, 7276–7279)。
相關研究結果為實現有機納米光子學器件提供了新的思路。
有機納米線中激子激元傳播與能量轉移示意圖
有機納米線激子激元諧振腔中的電場分布
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