纳米光子学的一个增长领域是片上纳米光子器件或光子集成电路的开发。1光子学是基于光的电子学等价物，许多研究人员和工程师一直在研究如何创建使用光子而不是电子的逻辑器件和电路，就像在传统电子产品中所做的那样。
基于光的设备的优势在于它们提供更快的通信速度并减少组件上的热负荷。一些光学设备还具有不寻常的特性，即加热可用于有意控制设备的行为。2
光子器件的另一个优点是这种器件可以小型化到非常小的尺度。创建完整的“芯片实验室”设备的能力对于传感器技术非常重要，因为通过正确的纳米制造方法，可以创建紧凑的纳米光子器件，可用于检测和量化特定化学物质或特定疾病的生物标志物等应用。3
在纳米级结构中使用等离子体共振通常有助于增强检测到的信号电平并提高此类传感器的灵敏度。
小型化
纳米光子学器件最近的一项创新是开发在电磁光谱可见光区域的“片上”光学相位调制器。4台式激光系统依靠几种不同类型的光学组件来工作，从控制光束指向的镜子到更复杂的设备，例如可用于入射激光束频率转换的光参量放大器。
由于许多光学应用，无论是光谱学还是计量学，都需要各种光学硬件组件，因此面临的挑战是找到一种方法在单个芯片的长度尺度上复制它们。光学相位调制器是非常重要的光学元件，因为它们可用于调制光束的相位。
相位调制可用于许多光学应用，包括光纤通信、基于干涉仪的传感器设备和陀螺仪。虽然在创建在电磁光谱的红外区域工作的纳米光子器件方面取得了很好的成功，但创建在可见光中工作的光子相位调制器更具挑战性。
纳米光子学
哥伦比亚大学的研究人员一直在开发功耗非常低的微米级相位调制器。4通常，电光调制器通常使用电流来驱动特定材料的偏振变化，具有苛刻的功耗和较大的占用空间。制造稳健高效的芯片尺寸器件的新进展将为在小规模技术中集成相位调制器开辟大量可能性。
目前许多在纳米尺度上用于光子学应用的技术都是基于波导和光通过波导的传播。虽然波导在许多应用中都非常有效，但与这种技术的大规模片上集成存在一些局限性。
该团队的进步在于开发强过耦合微谐振器，以形成可用于控制入射光相位的微环谐振器。实现这一目标的关键是找到最小化器件内光散射损耗的方法，并使用增强谐振器-波导耦合强度的光学设计。
构成谐振器部分的微环由氮化硅纳米制造，铂微加热器用作控制器件的一种方式。电子束光刻提供了在纳米尺度上创建该特定应用所需的组件所需的空间分辨率和精度。
激光创新哥伦比亚大学的团队及其合作者也一直致力于开发可见激光技术，为量子信息应用产生窄带光。找到降低基于实验室的可见激光系统成本的方法一直具有挑战性，但集成光子器件开始产生结果和光束输出，这意味着它们可以提供具有竞争力的低成本替代方案。
新型微型激光器的优点之一是高度可调谐。该团队能够证明激光可以以极高的重复率产生从近紫外到近红外的波长。
虽然许多高功率激光应用仍然需要大型专用激光设施来容纳设备和笨重的激光系统，但纳米光子学的进步现在开始提供更多、芯片大小、具有成本效益的替代方案，使得将激光束输出的优势集成到小型且价格合理的设备中比以往任何时候都更容易。基于纳米光子学的激光系统功耗低，占地面积小，很可能成为便携式传感器和光谱仪的主要产品。
