定义
横向尺寸小于一微米的光纤。
光学纳米纤维，也称为光子纳米线，是直径在数十到几百纳米范围内的光纤。 这意味着直径通常远低于光学波长。 亚波长光纤的替代术语强调了这一重要方面。 这种纳米线可以具有特殊的机械和光学性能。
性能
由于光纤和空气的折射率差大，数值孔径非常高，有效模面积很小。 为了精确计算模态属性，需要全矢量模型，因为无法满足近轴近似。
二氧化硅纳米线具有出色的机械强度，允许弯曲半径为几微米。 高数值孔径即使在如此紧密的弯曲下也能保持较低的弯曲损失。 紧密盘绕的光纤可用于微型光纤谐振器。
由于有效模面积小，在纳米纤维中引导的光可能会经历强烈的非线性，并且与光纤表面外的显着倏逝场有关。 对于直径低于≈0.6μm的纤维（在二氧化硅纤维的情况下），导光的模半径随着纤维直径的进一步减小而增加[5]，这主要是因为较薄的纤维的“引导力”变弱。 然后，大部分光功率在光纤外的倏逝场中传播。
制造
可以使用多种技术来制造光学纳米光纤。 特别低损耗的纳米纤维[8]是通过对较大的光纤（主要是二氧化硅纤维）进行锥形，即通过加热和拉伸它们在火焰上（火焰刷涂）获得的。 为了将损耗保持在较低水平，锥度过渡应非常平滑（绝热锥形）。 然而，即使对于恒定的纤维直径，当直径太小时，损耗也会变得非常高。
使用完全不同的技术，人们可以制造半导体纳米线[15]。
应用
尽管光学纳米线是一个相当新的研究领域，但已经确定了各种可能的应用，并在某些情况下得到了证明。 一些例子是：
- 对于低峰值功率，纳米线[7，11]中的超连续体生成是可能的，因为光以高度集中的方式传播。
- 强烈弯曲的纳米线可以形成非常微小的环形谐振器（微腔，微环干涉仪）[6]，可以充当陷波滤波器[9]，并可用于基础研究[3]。
- 强大的消逝场表明了在化学或生物物种的光纤传感器领域的应用。
- 小尺寸允许探测来自原子或类似粒子的荧光[12]。
- 可以想象，通过在小型纳米纤维谐振器中加入一些激光活性掺杂剂，可以构建具有非常低阈值泵浦功率的激光器。
参考文献
[1] R. J. Black et al., “Tapered fibers: an overview”, Proc. SPIE 0839 (1988)
[2] K. J. Vahala, “Optical microcavities”, Nature 424, 8394346 (2003), doi:10.1038/nature01939
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[4] L. Tong et al., “Subwavelength-diameter silica wires for low-loss optical wave guiding”, Nature 426, 816 (2003), doi:10.1038/nature02193
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[6] M. Sumetsky et al., “Fabrication and study of bent and coiled free silica nanowires: Self-coupling microloop optical interferometer”, Opt. Express 12 (15), 3521 (2004), doi:10.1364/OPEX.12.003521
[7] S. G. Leon-Saval et al., “Supercontinuum generation in submicron fibre waveguides”, Opt. Express 12 (13), 2864 (2004), doi:10.1364/OPEX.12.002864
[8] G. Brambilla et al., “Ultra-low-loss optical fiber nanotapers”, Opt. Express 12 (10), 2258 (2004), doi:10.1364/OPEX.12.002258
[9] M. Sumetsky et al., “The microfiber loop resonator: theory, experiment, and application”, IEEE J. Lightwave Technol. 24 (1), 242 (2006), doi:10.1109/JLT.2005.861127
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[20] H. Sun et al., “Giant optical gain in a single-crystal erbium chloride silicate nanowire”, Nature Photonics 11, 589 (2017), doi:10.1038/nphoton.2017.115
