Research

       光纤传感和探测在科研、工业、环境、医疗、军事以及食品、卫生等很多方面得到了广泛的应用和发展。近年来,随着人们对光的研究和认识的深入,以及对器件性能要求的不断提高,将光波导结构及其模场尺寸向波长或亚波长尺度推进,探索光与物质相互作用的新机理、新技术,发展尺寸更小、性能和集成度更高的光纤检测手段及器件,是光纤光学与技术发展的重要前沿方向之一。微纳光纤是直径在光波长尺度的一种新型光纤,具有尺寸小、光场约束能力强、倏逝场比例大、机械强度好、弯曲半径小等特点。同时,制备微纳光纤的材料具有多样性,如玻璃微纳光纤表面易于功能化,高分子微纳光纤易于内部掺杂。这些特点使微纳光纤在传感与探测等领域具有独特优势。

 

       结合光纤光学和纳米技术,对微纳光纤的近场光学耦合、功能结构制备及其器件应用开展了系统深入的研究,提出了低损耗功能化微纳光纤制备技术,研制成功气体传感器与光电导探测器等新型微纳器件。取得的学术成果主要包括:(1) 通过掺杂与物理拉伸法制备了低损耗传输的高分子纳米线,实现了灵敏度比传统方式高2个数量级以上的气体检测。基于纳米线导波方式,利用纳瓦量级激发光实现了比传统照射方式高3个数量级的荧光激发效率;(2) 提出移动蒸发源制备方法,在同一根半导体纳米线上实现了带隙连续调控,及可见到近红外的宽光谱光电导检测。(3) 基于单晶钯及其合金纳米波导,通过倏逝波耦合法高效率地激发其表面等离激元传输,提高了氢气传感的灵敏度,并使用干涉仪及微腔结构,进一步提高检测分辨率。上述工作为发展新型微纳光纤传感器与探测器起到了重要的推进作用。

 

 

目前本课题组以微纳光纤为依托,致力于纳米光子学领域的国际前沿和应用研究。

主要研究方向:

  1. 微纳光纤传感
  2. 有机微纳材料光子器件
  3. 少光子非线性光学
  4. 氢能源安全检测与利用
  5. 超分辨光谱成像与探测
  6. 微腔光学研究及应用

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