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納米尺度顆粒的快速檢測在環(huán)境監(jiān)測、惡性腫瘤早期篩查和國家安全方面具有十分重要的意義。基于微納光學(xué)的傳感技術(shù)擁有無標(biāo)記和抗電磁干擾等優(yōu)勢，為上述應(yīng)用提供了新的機(jī)遇,但在快速探測和超高靈敏度方面仍面臨挑戰(zhàn)。為此，急需提出新的光學(xué)傳感原理，突破傳統(tǒng)檢測極限，獲得分辨單個納米級顆粒的檢測能力。北京大學(xué)龔旗煌院士和肖云峰研究員等制備出超高品質(zhì)因子固態(tài)光學(xué)微腔器件，極大地增強(qiáng)了光與物質(zhì)的相互作用，并實現(xiàn)超低閾值微腔拉曼激光發(fā)射。在此基礎(chǔ)上，他們提出利用微腔拉曼激光模式劈裂來檢測單納米尺度顆粒的新方法。實驗上，他們在液體環(huán)境下證明了新方法檢測單個20納米尺度顆粒的能力。這一方法的實現(xiàn)既可顯著降低實驗難度，又具有良好的抗噪聲能力。同時，他們還與浙江大學(xué)童利民教授等合作，研制出納米光纖陣列傳感器，可快速檢測單個百納米尺度顆粒，并測定尺寸。這些新的原理和技術(shù)將推進(jìn)光學(xué)傳感的檢測極限達(dá)到單分子水平，并具有實時便捷等優(yōu)勢。研究成果已經(jīng)分別發(fā)表在《美國科學(xué)院院刊》和《先進(jìn)材料》上。