细胞激光器是激光光子学和生命科学交叉领域的前沿研究方向,其工作原理是,在流体环境中,将荧光蛋白、生物兼容的荧光染料及荧光素等和细胞有机结合在一起,在谐振腔光反馈作用下使弱信号得到振荡放大实现细胞的激光输出。详细阐述了基于法布里-珀罗腔和回音壁模式微腔的细胞激光器的研究现状和基本原理,由于谐振腔对光信号的反馈放大作用,与传统的荧光信号相比,激光信号能够有效增强传感探测的灵敏度,提高分辨率。通过分析细胞等生物组织中发射激光的光谱和模式等信息来研究细胞内部的生理变化过程,为医学治疗诊断、生物材料三维超分辨成像及可集成光源研究等提供新的技术和设计思路。

当空心微结构光纤纤芯的尺寸和波长相近时, 光在纤芯中的传输大大增强, 并会在纤芯周围产生很强的倏逝场。报道了一种新型的纤芯直径仅为2 μm的空气悬浮芯微结构光纤, 该光纤通过薄片堆积法拉制而成, 具有大倏逝场和微米级孔径的单元结构, 在532 nm波长处的损耗为0.16 dB/cm, 非常适合用于生化物质的传感探测。以该光纤作为传感探针, 结合激光技术搭建了一套简易的荧光光谱探测系统, 使用此系统对纳升量级的生物荧光标记材料CdTe/CdS/ZnS量子点进行荧光探测分析。利用该系统可探测荧光量子点的极限约为1 nmol/L, 相当于3.78×107个量子点, 实现了高灵敏度、快速探测。基于空气悬浮芯微结构光纤的荧光检测系统为量子点标记的生物材料的灵敏检测提供了新的方法和思路。