光学前沿动态
OPTICS FRONTIERS
03
2026
-
06
用于增强氢气传感的光纤Tamm等离子体超构尖端
作者：
大连理工大学 Wei Peng、Yuzhang Liang 团队提出了一种基于合成尺寸工程化光纤Tamm等离子体激元（S-FOTPP）传感超构尖端，它能够在物理约束的二维参数空间内灵活控制TPP的共振和传感特性，突破了传统结构优化的局限。当合成尺寸空间中的TPP共振接近布拉格波长的两倍（对应于超胞的特征光学尺度）时，该模式被驱动进入相位敏感状态，此时Pd层中氢化引起的相位扰动能够更有效地转化为可测量的波长偏移。因此，与传统的TPP和FP结构相比，H?传感灵敏度显著提高，检测限（LOD）达到ppm级。同时，通过利用光催化效应调控反应动力学，H?敏感系统的响应时间和恢复时间分别优化至7.7秒和8.8秒。此外，本文通过研究不同钯层厚度的S-FOTPP超材料尖端响应和恢复时间对泵浦激光功率的依赖性，分析了光催化过程中热效应和非热效应的相对贡献。这项工作提出了一种超构尖端，它融合了合成尺寸工程带来的高灵敏度、光催化效应带来的快速响应以及通过薄膜沉积实现的可扩展制备，同时突显了光催化在进一步提升光子器件性能方面的潜力。
研究成果于 2026 年 5 月 29 日以 “Synthetic-Dimensions-Engineered Fiber-Optic Tamm Plasmon Metatips Enabling High-Dimensional Manipulation for Enhanced Hydrogen Sensing”为题发表于《ACS Nano》。
图1：用于高灵敏度H?检测的合成尺寸工程化光纤Tamm等离子体激元（S-FOTPP）超构尖端
图2：多层薄膜中S-TPP结构的优越性
图3：合成维度 (p, q) 空间中 TPP 结构的共振特性和传感性能
图4：S-TPP超构尖端灵敏度增强的实验验证
图5：利用 S-FOTPP 超构尖端进行 H? 浓度的实验测量
图6：Pd-H体系中厚度依赖的光催化动力学
来源：optics光学世界
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