本室研究生代亚丽（第一作者）和王训四研究员(通讯作者)等在期刊Sensors and Actuators B: Chemical(IF7.7)上发表了题为“Te-based chalcogenide helical optical fiber for in-situ mid-infrared sensing”的研究论文（447, 2026: 138755.）。文章链接： https://doi.org/10.1016/j.snb.2025.138755

       作为一种具备原位、无损与在线监测优势的分析技术，中红外光纤倏逝波光谱（MIR-FEWS）近年来在各领域展现出重要应用潜力。该系统的性能主要取决于光纤主体玻璃的特性。碲基硫系光纤凭借其宽广的红外传输窗口、优异的化学稳定性和本征柔韧性，可通过定制化几何构型增强光与物质相互作用，从而提升检测灵敏度，成为中红外倏逝波传感的理想选择。

图1. 传感光纤示意图，包括：传统纤芯-包层光纤、长周期光栅（LPG）、无包层锥形光纤、无包层U型弯曲光纤及纤芯-包层螺旋光纤。

       然而，现有技术在实际应用中仍面临诸多挑战，包括环境扰动、光纤锥体不稳定性及耦合技术的局限性。这些问题不仅影响系统在恶劣环境下的可靠性，也因高昂制造成本阻碍了大规模商业化。因此，亟需一种兼具高灵敏度、强环境适应性与低成本特性的MIR-FEWS系统。

       本研究提出了一种基于包层模倏逝波传感的创新紧凑型螺旋光纤探头结构，取代传统锥形光纤设计。通过优化的螺旋几何构型，该技术实现了纤芯与包层模之间的稳健波导传输以及螺旋区域的高效信号发射，显著提升了倏逝场耦合效率（图1）。实验结果表明，该系统在宽光谱范围（2.5–12.5 μm）内对挥发性有机物（VOCs）及锂离子电池电解液溶剂表现出优异检测能力，尤其在长波红外指纹区域可提供分子结构特异性信息（图2）。

图2. 中红外波段包含水、DMC、EC、乙醇、桉叶油素等物质的特征振动吸收峰，可利用光纤倏逝波对这些物质进行传感检测。

       在中红外光纤传感领域，传统无包层光纤结构始终面临灵敏度与机械可靠性难以兼顾的固有挑战，而现有包层模耦合技术又常受限于高成本、复杂制备工艺及有限的实际应用拓展性。本研究提出一种基于包层模倏逝波传感的紧凑型螺旋光纤探头，通过创新性地优化螺旋几何结构，在提升倏逝场耦合效率的同时增强了机械稳定性，并显著降低了制备复杂度与成本；突破了传统光纤传感仅聚焦提升灵敏度的局限，提出了灵敏度与机械稳定性协同优化的新路径，为复杂传感环境提供了一种兼具成本效益与高性能的螺旋探头解决方案。