Предметом изучения нанофотоники является распространение, преобразование, испускание и поглощение оптического излучения и сигналов в наноструктурах, с целью использования особенностей процессов взаимодействия излучения с веществом при таких масштабах для создания различных функциональных устройств. Нанофотоника возникла на стыке оптики, лазерной физики, квантовой электроники, физики и химии твердого тела, материаловедения, физической химии.

Основная задача нанофотоники — разработка наноматериалов с улучшенными или принципиально новыми оптическими, электрооптическими и оптоэлектронными свойствами для создания на их основе фотонных функциональных устройств нового поколения. К таким устройствам относятся в частности следующие:

• эффективные источники когерентного и некогорентного излучения с управляемыми характеристиками;
• устройства отображения информации, включая дисплеи портативных приборов и большие цветные экраны;
• приемники излучения и детекторы нового поколения;
• оптоэлектронные (фотоэлектронные) преобразователи, в том числе компактные фотоэлектрические источники питания и солнечные батареи повышенной эффективности;
• фотонная (оптическая) оперативная и долговременная память;
• устройства оптической обработки сигналов, в том числе оптические регенераторы;
• оптические переключатели и коммутаторы, в том числе для оптической коммутации пакетов;
• оптические соединения между элементами электронных вычислительных машин (между блоками, платами, чипами и элементами чипов);
• оптические вычислительные устройства, в том числе квантовые;
• интегрированные сенсорно-диагностические системы для контроля окружающей среды и состояния человека;

К новым перспективным материалам нанофотоники относятся следующие:

• полупроводниковые квантово-размерные материалы, в том числе материалы с квантовыми ямами, квантовыми нитями и квантовыми точками;
• фотонные кристаллы, фотонно-кристаллические пленки и волокна;
• метаматериалы с отрицательным показателем преломления и металл-диэлектрические плазмонные наноматериалы.

Важными средствами исследования материалов в нанофотонике являются ближнепольная сканирующая оптическая микроскопия, сканирующая туннельная микроскопия с применением возбуждающих фотонов (PASTM, photon-assisted scanning tunnel microscopy) и плазмонная оптика поверхности [2].