近日，物理与光电工程学院科研团队在高灵敏微腔气体传感领域取得重要进展，以第一单位在国际顶级综合性期刊《NatureCommunications》上发表题为“Sub-parts-per-billion CO2 Detection based on Dissipative Whispering Gallery Mode Microcavity Sensor”的文章。
回音壁模式微腔具有品质因子高、体积小和光场约束能力强等优势，是实现微型化光学传感的重要平台。然而，气体引起的折射率变化通常十分微弱，基于谐振频移的传统色散型微腔传感方法对激光频率稳定性要求较高。通过在微腔表面引入功能涂层增强气体响应，又可能导致微腔品质因子降低，并带来长期稳定性不足等问题。
针对上述问题，研究团队提出了一种基于非功能化回音壁模式微腔的耗散型气体传感机制，并以二氧化碳检测为例验证了该方法的可行性和检测性能。该研究突破了传统非功能化回音壁模式微腔对气体折射率变化响应弱的限制，为利用微腔耗散效应实现高灵敏痕量气体检测提供了新的技术途径。该方法兼具高灵敏度、结构简单、无需功能化和常压工作的优势，并具有低成本、小型化和进一步集成的潜力，为构建紧凑型、高性能光学气体传感系统提供了新的思路。
论文第一作者为2023级光学工程硕士研究生阮书径，论文通讯作者为物理学院王昊天副教授和蔡廷栋教授，法国滨海大学大气物理化学实验室陈卫东教授参与合作研究。该研究工作获得国家自然科学基金、江苏省基础研究计划等项目的资助支持。
（一审：何莉娜，二审：吴向裕，三审：叶慧）