暨南大学融媒体中心讯 7月20日，暨南大学物理与光电工程学院（理工学院）郭团研究员、杜明辉副教授、游道通副研究员团队，联合东南大学徐春祥教授团队，在国际光学领域著名期刊Advanced Photonics上发表重要研究成果。该团队成功研制出一种回音壁（WGM）微腔增强型光电复合光纤探针，在单根光纤上实现了光传输、光电转换与信号读出的高度集成，为高灵敏气体传感提供了全新方案。博士研究生刘营、陈亮、李婉君为论文共同第一作者，游道通副研究员、杜明辉副教授、郭团研究员为共同通讯作者。
论文发表页面截图
“光纤上的实验室”理念为小型化、多功能传感提供了理想平台。然而，传统石英光纤与微纳加工技术之间存在显著的材料与几何失配，使得在光纤端面集成电极并构建高效光电转化界面面临巨大挑战。近年来，二维材料虽因其优异的光电性能展现出潜力，但其原子层厚度导致的光吸收率低、光-物质相互作用弱等问题，严重制约了光电转换效率的进一步提升。因此，如何在光纤微小端面上实现简便、高效的光电集成与转换，是该领域亟需突破的关键技术难题。
全光纤光电器件的设计原理与结构示意图
针对上述痛点，研究团队研制出一种回音壁（WGM）微腔增强型光电复合光纤探针。该探针在单根光纤上同步实现了光传输、光电转换与电信号读出。通过在光纤端面精准集成单个氧化锌（ZnO）微米线微腔，利用WGM效应显著增强局域光场与光-物质相互作用，将光电导增益提升至524，响应度达158 A/W。进一步结合钯（Pd）纳米颗粒功能化修饰，该探针实现了45 ppm检测限及数十秒级吸收/恢复的高性能氢气检测，为高集成度、高灵敏度光电融合传感技术开辟了新路径。
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