现有光纤生化传感器只获取单点生化物质含量，难以得到其空间分布信息，而沿光纤轴向连续分布成百上千只传感器的分布式生化传感方式可实现这一目标。从准分布式光纤生化传感入手，全面综述了分布式光纤生化传感在气体传感、折射率传感以及生物化学传感方面应用的最新进展。最后对分布式光纤生化传感器的发展前景与当前挑战进行了展望。分布式光纤生化传感研究有望引领当前单点分立式光纤生化传感研究向多点连续分布式方向发展，有望成为化学、生物、医学等领域强有力的新工具。

光纤隐失波传感器具有设计简单、灵敏度高、易与其他传感技术相结合的特点，被广泛应用于生物和化学传感领域。概述了光纤隐失波传感的定义和常用的光纤种类；总结了光纤隐失波传感器的优化方法和原理；回顾了石英光纤以及硫系光纤在生化传感领域的研究进展，并展望了今后的发展方向和趋势。

构建了一种新型表面等离子体共振杂化结构:单层石墨烯/少层Ti3C2TxMXene/银膜,采用传输矩阵法验证了二维材料Ti3C2TxMXene用于超灵敏表面等离子体共振传感的可行性。通过优化等离子体银膜厚度和Ti3C2TxMXene层数,该等离子体杂化结构的光子吸收和能量损耗达到有效平衡。理论计算结果表明,当入射光波为632.8 nm时,单层石墨烯/3层Ti3C2TxMXene/35 nm银膜的最优配置传感结构能够产生一个趋近于零的光学反射率(3.48×10 -9)。当传感界面发生0.0012 RIU的微弱折射率变化时,可实现110.55°的最大相位差响应,进而获得高达9.21×10 4(°)/RIU的相位探测灵敏度。相比于传统的基于角度调制的传感结构,该等离子体传感结构能够提高4个数量级的增强因子。 因此,所构建的新型表面等离子体共振杂化结构在超灵敏生化传感领域有良好的应用前景。

局域表面等离激元(LSP)纳米结构可将自由空间传播的光场高效地收集并会聚在其近场区域的纳米“热点”内,实现分子的高效激发,反之也可将热点内分子的光谱信息“广播”到远场。这一过程伴随着光吸收、辐射、散射及光力、共振偏移、光热等效应的极大增强,这些丰富的现象一方面为LSP纳米结构在传感领域带来了一系列应用,包括表面增强红外吸收光谱、表面拉曼光谱、表面荧光光谱、LSP折射率传感器、纳米光镊与LSP基质辅助激光解吸/电离等;但同时其行为的复杂性也给研究者理解该领域的机理与应用带来困难。针对这一状况,本文从理论与应用两方面对各类LSP传感器进行回顾和梳理,一方面利用基于准静态近似下的本征模式理论为各类LSP相关的现象提供一个统一的解析理论框架,同时对各类相关的应用,包括拉曼散射、红外吸收、荧光、折射率传感与激光解吸/离子化等领域的进展与挑战进行简要的回顾,为该领域的研究者提供一个清晰简洁的入门综述。

Surface plasmon polaritons (SPPs) have extensive application prospects in high-sensitivity biosensing because of their extraordinary optical properties. However, the large size and cost of prism-based plasmonic sensors limit their commercial applications. Fortunately, the emergence of metallic nanostructured sensors has provided an effective approach to realize low-cost and highly integrated plasmonic sensors. In this review, we first assess the current status and advantages of plasmonic nanostructured sensors, then focus on our group's recent research on their miniaturization, integration, and fabrication cost reduction. Our work is of significance for the development of both plasmonic sensing theory and nanostructured sensing technology.

基于一维光子带隙(PBG)效应导波机制的空心布拉格光纤(HC-BFs)具有灵活 方便的带隙调控能力和优良的 宽带低损耗传输特性,作为一类独特的光子带隙型空心光纤,在光波传输、色散管理与控制、光纤 型器件和传感检测等领域表现出巨大的应用潜力。从光纤波导结构设计与导波模式传输特性、包层 材料构成与光纤制备工艺,以及基于气态或液态被测物质填充中空纤芯的痕量气体检测和生化传感 中的应用等方面对HC-BF研究的发展历程和新进展进行了综合评述。

温度敏感性是影响波导微环光学生化传感器性能的重要因素。从微环谐振方程出发分析了微环传感器温度敏感性产生的机理，研究了以SU8-NOA61-SU8 三明治结构聚合物衬底代替传统硅衬底，利用衬底的热膨胀效应抵消波导的热光效应，来消除聚合物波导微环光学生化传感器的温度敏感性。采用ANSYS软件对三明治衬底的厚度进行了仿真设计，得到了温度不敏感条件下的衬底厚度参数。对SU8 和NOA61 旋涂成膜工艺进行了实验研究，得到SU8和NOA61的膜厚控制精度分别为0.07 μm@20 r/min 和0.34 μm@20 r/min。分析得到三明治聚合物衬底波导微环传感器的温度敏感性和探测极限值，达到了带有温控装置的硅衬底聚合物波导微环传感器的性能。

基于高场非对称波形离子迁移谱原理设计了一种由离子源,迁移区和检测器3部分组成的生化传感器。传感器采用真空紫外灯作离子源,高纯氮(99.999%)为载气,在常压下工作。加工了两种由两平行金属极板组成的迁移区,一种由两平板铜块组成,尺寸为25 mm×10 mm×1 mm;另外一种由微机电(MEMS )工艺加工,尺寸为20 mm×10 mm×1.5 mm。MEMS工艺加工的迁移区间距为1.5 mm,电场强度＜10 000 V/cm,不能过滤丙酮离子;铜块迁移区间距为1 mm,电场强度＞10 000 V/cm。当方波非对称射频电压峰峰值为1 600 V,频率为195.8 kHz,占空比为30%,补偿电压为-8.63 V时,采用平板铜块迁移区实现了丙酮离子的位移补偿,实验结果验证了传感器的性能。

双层类脂膜(Bilayer Lipid Membrane,BLM)作为生物膜的基本结构模型已被广泛的接受,双分子层结构使双层类脂膜的厚度不到10 nm.介绍了纳米结构双层类脂膜的实验进展及电学特性,阐述了双层类脂膜在生物化学传感器中的应用,并展望了发展前景.