本方向致力于研究晶圆级微纳光学器件的调控机理、器件设计、制造表征和集成应用。研究方向聚焦于光场调控理论、计算电磁学、微纳加工技术以及片上集成应用等。

微纳光学利用“人工微结构”可实现光场振幅、相位、极化、波前等多维度的调控，具备远超自然材料的光场调控能力，是光学学科重要分支。微纳光学器件不仅能实现光学系统的轻薄化和集成化,还使得智能感知技术跨越式发展成为可能，是国家战略重点支持领域之一。微纳光学的光场调控机理不清、器件跨尺度制造不准、光学检测精度不高和系统设计能力不足限制了微纳光学装备的应用。 为了解决上述瓶颈，本方向从基础理论、器件设计、制备表征、集成应用等方面开展研究。

理论与器件设计方面，致力于探究人工亚波长结构的光场调控机理，发展本征模式展开降维计算理论与傅里叶空间-实空间混合计算的系统仿真等方法，自主研制三维电磁场全波仿真软件，提高光场仿真计算效率，突破微纳器件混合尺寸仿真的计算瓶颈。

制备表征方面，致力于攻关基于电子束光刻的微纳光学器件跨尺度制造技术。阐明电子束光刻中的误差产生机理与校准方式，发展针对不同特征尺寸纳米结构和大口径器件的动态写场曝光模式，突破我国50mm*50mm口径的微纳光学器件跨尺度研制。

应用方面，基于优异的微纳光学设计基础与制备表征能力，着力于发展片上光子学、片上多维感知和光流控光镊芯片等领域，有望实现微纳光学器件的性能突破与实际应用。主要研究包括光谱成像和智能感知、光流控光镊操控芯片、片上集成光操控和计算等。设计人工微纳超结构和光谱成像技术，对目标物进行实时、精密识别和测量；开发新一代光流控光镊智能操控芯片，对细小生物颗粒进行多功能超精密操控和测量，实现重要生物医学应用；探究纳米光学片上微结构与光场作用机制，实现片上动态光调控和光计算等功能。