Дейността на лаборатория „Микро- и нанофотоника” е насочена към изследвания в научното направление „Нанонауки, нови материали и технологии”, с приноси в: 1) Материалознание, нано- и квантови технологии и 2) Подобряване на качеството на живот – опазване на околната среда, функционални биосъвместими материали, детекция на замърсители. Основната насока е разработване на високо ефективни (в сравнение с конвенционалните литографски и хмически) методи за получаване на микро- и наноструктури и демонстриране на техните свойства и приложения. Основните разработки са в областта на:

Лазерно-асистирани методи за микро- и наноструктуриране

•  Импулсно лазерно отлагане на метални, оксидни и композитни тънки слоеве и наноструктури

•  Лазерно наноструктуриране, получаване на колоиди

•  Лазерна обработка на биоматериали, биосъвместими полимери и керамики

•  Формиране на 3D структури от наночастици в обемни материали

Свойства на наноструктури

•  Оптични свойства на наноструктури и техни ансамбли

•  Оптични свойства на колоиди

•  Оптични свойства на композитни структури

•  Електрични и хидрофобни свойства

•  Биосъвместимост и биоактивност

Теоретично моделиране

•  Взаимодействие на ЕМ поле с наноструктури, оптични свойства на комплексни ансамбли от наночастици – теория на Ми, обобщена теория на Ми за многочастични анасмбли, наночастци с несферична форма; FDTD

•  Лазерна аблация, лазерно наноструктуриране чрез метода на молекулна динамика

Приложения

•  Метални и композитни наноструктури в повърхностно усилената Раманова спeктроскопия (SERS) за детекция на пестициди и нитрати

•  Оптични газови сензори

•  Фототермична терапия на ракови клетки

•  Биоимпланти за офталмологията

•  Биоимпланти за ортопедията и денталната медицина, контролирана ориентация на клетъчен растеж

Лабораторията разполага със съвременна наносекундна лазерна система, генерираща на 266, 355, 532 и 1064 nm; ексимерни лазери; системи за импулсно лазерно и термично отлагане на слоеве и наноструктури; системи за оптична спектроскопия; Раманов спектрометър, комерсиални и разработени в лабораторията теоретични модели за описание на оптичните свойства на комплексни наноструктури и процеса на лазерна аблация със свръхкъси импулси.