基于激光锥形光纤与局域表面等离子体共振协同增强的折射率传感技术研究

《Sensors and Actuators A: Physical》：Laser-tapered optical fibers with LSPR activation for enhanced refractive index sensing

　　本文系统介绍了利用CO2激光制备锥形无芯终端光纤（TCTF）并修饰金纳米球（AuNSs）实现局域表面等离子体共振（LSPR）增强的折射率（RI）传感新策略。通过优化锥腰直径与AuNSs修饰，传感器灵敏度提升约400%，稳定性与重复性优异，为生物医学检测和环境监测提供了高性能平台。

　　

亮点

CO₂激光锥化技术成功制备出洁净且对称的锥形无芯终端光纤（TCTF），其锥腰直径可精准定制。当锥腰直径优化至44.54微米（TCTF4）时，折射率（RI）灵敏度达到149.76 ± 17.44纳米/RIU。为进一步提升灵敏度，在优化后的锥形光纤表面修饰金纳米球（AuNSs）。X射线衍射（XRD）数据分析表明，合成的AuNSs为面心立方晶体结构，晶格参数与标准金晶体吻合。

结论

CO₂激光锥化技术已被成功用于制备具有洁净、对称形态且锥腰直径可定制的锥形无芯终端光纤（TCTFs）。当锥腰直径为44.54微米（TCTF4）时，获得了优化的锥形光纤，其折射率（RI）灵敏度为149.76 ± 17.44纳米/RIU。为进一步提高RI灵敏度，在优化后的锥形光纤上修饰了金纳米球（AuNSs）。XRD数据分析表明，合成的AuNSs结晶为面心立方结构，晶格参数与标准金晶体一致。