光纤结构紧凑灵活，是当今信息高速公路上广泛使用的一种高容量通道。这些优势进一步促进了局部环境的光学传感。由于强光约束的性质，标准光纤需要在核心波导内部直接进行微或纳米工程，而这些器件通常通过化学蚀刻、机械抛光、热锥形加工、激光改性或离子研磨等方式应用。这种结构将波导光重定向到纤维包层外的探头。然而，当外部环境能够接近或直接进入光子带隙空心光纤时，光学探测的响应性显著提高。这种开放式结构可以实现气体和液体的折射率传感，但不具备远程、局域或分布式传感的优势，而当开放腔、微光学谐振器和干涉仪等微设备被嵌入到固体核心纤维中时，这些优势是可能实现的。这种微型器件通过吸收、荧光、散射、衍射和干涉等基本方法使核心波导上的局部光学传感点成为可能。这些内部元件提高了光学灵敏度，使光纤实验室广泛应用于生物学或医疗保健领域，如癌症生物标志物的无标签检测。光纤布拉格光栅(FBG)由于具有敏锐的和环境响应性的共振特性而成为局部光纤传感中最受青睐的器件。然而，光纤光栅通常通过包层探测局部环境，而没有受益于开放的光子带隙结构。高q的微谐振器可以在芯片上实现光学捕获、无标签传感或单纳米粒子检测，但在光纤中由于深埋在包层中的实心光纤光栅而受到限制。而在传统光纤中嵌入强光子阻挡带是具有挑战性的。超短脉冲激光细丝最近提供了一种非接触的方式：在大块透明玻璃内部打开高纵横比纳米孔。该方法已推广到光纤，可以导致高密度的激光丝孔阵列横向穿透二氧化硅包层和引导核心，以提供在电信频段高折射率对比度的Bragg光栅。点对点制造与化学后蚀刻相结合，直接在紧密型和柔性纤维内部设计强光子阻带。

 

       近日，来自多伦多大学电子与计算机工程系、伊朗Payame Noor大学物理系的Keivan Mahmoud Aghdami等人将激光相互作用进一步放大，以驱动纤维横截面上可控的长丝爆炸，从而产生均匀纳米孔密集排列。通过可控定位，将隔离的、盲孔或通孔制成图案，选择性地穿透核心和/或包层，并使强光子阻挡带直接在核心波导中形成，而对周围包层的处理最小。FBGs具有强共振和尖锐分辨π-位移，为各种溶剂和油润湿提供了高毛细性，可用于nH= 1-1.67的高分辨率折射率(RI)传感。相关研究工作发表在《Nature Communications》上。（詹若男）

 

 

       文章链接：Keivan Mahmoud Aghdami et al. Laser nano-filament explosion for enabling open-grating sensing in optical fibre. Nature Communications (2021) 12:6344 https://doi.org/10.1038/s41467-021-26671-4

 

消息来源：两江科技评论