本室博士研究生王煜泽（第一作者）和王训四研究员(通讯作者)等在期刊Sensors and Actuators B: Chemical (TOP, IF 7.7)上发表了题为“Ultra-clean mid-infrared chalcogenide fibers for on-site ultrasensitive detection of thiocyanate”的研究论文（457 (2026) 139729）。

       文章链接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2026.139729

       中红外传感技术为环境监测和临床诊断中毒理学标志物的原位、非接触检测提供了重要技术支撑。其中，中红外光纤倏逝波传感技术结合了中红外波段优异的物质识别能力与光纤的灵活性、集成性和抗干扰能力，有效克服了传统中红外传感方法的诸多局限。然而，该技术在光纤领域的广泛应用长期受限于现有中红外光纤无法覆盖全指纹区（3–10 µm）的难题。这一瓶颈主要源于光纤基质中的吸收杂质（尤其是O/H杂质），不仅掩盖了关键光谱特征，也严重阻碍了该技术的实际应用。本工作成功研制出突破上述瓶颈的中红外光纤及其传感系统，主要突破如下：

图1. 中红外光纤传感技术面临的主要瓶颈：3–5 µm波段光纤的杂质吸收问题

       传统中红外光纤传感器在中波红外窗口（3–5 µm）长期受困于杂质吸收所引入的信号干扰问题。具体而言，光纤基质中Se–H键在4.56 µm处的杂质吸收直接掩盖了氰化物代谢物（SCN⁻）位于4.86 µm处的目标吸收峰（图1），从而导致检测失效。针对这一挑战，本文采用精密提纯剂纯化技术结合优化的熔融-拉丝工艺，成功研制出高纯度Te20As30Se50硫系玻璃光纤。该工艺有效消除了O/H相关的杂质吸收，在4.56 µm处实现了0.93 dB/m的超低传输损耗，且在3–10 µm的宽波段范围内保持稳定的~1 dB/m损耗水平（图2）。实验验证表明，该光纤在4.7 µm和10.6 µm处的激光单点损耗值分别为1.1 dB/m和4.2 dB/m。

图2. IR-flex商用光纤与自制光纤的损耗对比 (IR-flex, IRF-Se Series Chalcogenide LWIR Fiber (1.5 to 10 micron) - IRFlex Corporation).

图3. （a）KSCN溶液的浓度梯度；（b）光纤器件的灵敏度计算

       本文采用中红外传感平台对所研制光纤的性能进行了实验验证。通过制备拉锥环形光纤结构以增强光纤倏逝场效应，成功实现了对4.86 µm处SCN⁻的直接原位检测。通过图3所示的数据，该传感系统在水溶液中的检出限低至4.36 mg/L，较现有中红外倏逝波传感器降低了约两个数量级。与传统硫系光纤的倏逝波检测技术（其检测限通常在102–104 mg/L范围内）相比，本工作所获得的性能指标具有显著优势，充分体现了关键技术上的突破性进展。

       通过解决数十年来制约中红外光纤传感发展的材料杂质吸收难题，本研究成功实现了中红外硫系光纤在宽光谱范围（3–10 µm）的低损耗传输。这一突破标志着光纤化学传感技术取得了变革性进展，为原位环境监测（水质安全评估与硫氰酸盐污染物检测）以及快速临床诊断（将硫氰酸盐作为氰化物中毒的生物标志物）开辟了全新的技术路径。