光是人类认识世界最重要的信息载体之一。从相机成像、光纤通信到芯片制造、生物传感和精密测量，现代科技的诸多关键突破都离不开对光传播、干涉、衍射和散射等现象的深入理解。
当研究尺度缩小到纳米量级时，光与材料之间会呈现出更加丰富的现象，由此催生了纳米光学、光子芯片等前沿研究方向。
相比传统光学，纳米光学不仅关注光的传播方向，更关注如何利用微纳结构主动调控光的传播、聚焦和散射。透镜成像、光栅分光、纳米芯片上的微小结构对光场的影响等问题，均可通过理论推导、实验观察和数值仿真加以验证。
纳米光学与电磁波研究通常涵盖以下核心内容：
理论层面
以几何成像、傅里叶光学、干涉衍射、散射理论及电磁仿真为主线展开。从透镜和几何成像原理入手，理解物像关系、像差、色差及衍射极限分辨率等基本概念；进而引入傅里叶光学，掌握透镜的傅里叶变换原理、光的传播模型及激光模式等内容；在波动光学模块中，学习菲涅尔衍射、夫琅禾费衍射及光栅衍射等经典内容，并延伸至纳米尺度下的衍射现象；此外还涉及散射基本理论、小球散射计算模型、芯片加工流程、经典电动力学及全波电磁仿真的基本思想。
实践层面
围绕光路搭建、现象观察、数据记录和数值仿真开展系统训练。包括亲手搭建单透镜和双透镜成像光路，调整透镜位置、物距与像距，观察成像变化；利用光学器件搭建显微成像系统，观察光栅衍射等典型现象；开展傅里叶光学实验，观察空间频率和光场变换现象；观察纳米芯片中的衍射现象，将宏观光学规律与微纳尺度结构联系起来；接触FDTD全波电磁仿真方法，学习建立模型、设置光源与监测区域、运行仿真和分析结果的基本流程。
科研能力培养
该领域的完整训练路径通常包括理论学习、光学实验、数学分析、数值仿真和成果表达等环节。学习者在亲手搭建光路、记录实验现象和调整参数的过程中，逐步培养实验规范意识和问题分析能力；在仿真阶段学习将真实物理问题转化为计算模型，通过设置参数、运行模拟和比较结果不断验证判断，培养观察现象、提出问题、建立模型、实验验证、分析结论的科研思维。
