研究进展：回音壁微腔-微激光生物传感 | Nature Photonics

背景：回音壁模微激光器因其高Q值和小模体积，已成为无标记生物传感的有力工具，但其灵敏度长期受限于检测10纳米以上的纳米颗粒。研究目的：为了解决微激光传感平台上单分子检测的难题，研究团队将等离激元金纳米棒集成到带增益的回音壁模微球腔中，开发了一种等离激元增强型回音壁模微激光器。结论：通过将金纳米棒集成到掺镱二氧化硅微球上，有效模式体积降低约1000倍，显著增强局域电磁场，提升信噪比。利用自外差检测劈裂激光模式之间的拍频偏移，实现了对锌离子（Zn²⁺）和镉离子（Cd²⁺）与纳米棒传感位点相互作用的实时监测，实验测得峰值灵敏度分别为3.7 fm和7.2 fm。这表明该技术在单分子、原子级传感（包括在体探测）中具有巨大应用潜力。