中國電子元件行業(yè)協(xié)會
China Electronic Components Association
東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院智能感知與傳感器科研團隊（以下簡稱：傳感器團隊）經(jīng)過十余年不懈努力，在光纖傳感器原理與方法研究領(lǐng)域不斷取得重大突破。相關(guān)科研成果處于國際領(lǐng)先水平，已在服務(wù)國家海洋強國戰(zhàn)略和保障人民生命健康等領(lǐng)域開展了示范應(yīng)用。
先人一步，破解光纖傳感器關(guān)鍵共性問題
錨定光纖傳感器科學(xué)前沿，開展基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，破解傳感器“卡脖子”問題，始終是傳感器團隊持之以恒的初心和使命。
傳感器團隊由東北大學(xué)校長助理、秦皇島分校校長、國家杰青趙勇教授領(lǐng)銜，包括王琦、張亞男、李雪剛等多名國家青年拔尖人才、國家優(yōu)青、遼寧省優(yōu)青等高層次人才以及致力于傳感器科研的優(yōu)秀學(xué)生團隊。
東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院副院長王琦介紹，傳感器團隊從2013年開始，立項開展“高性能全光纖傳感原理與方法研究”，不斷攻堅克難，在光纖傳感技術(shù)“測不到、測不全、測不準(zhǔn)”等共性科學(xué)問題研究上做到先人一步。
“光纖傳感器具有防腐蝕、輕小柔韌、生物相容性好等獨特優(yōu)勢，尤其適用于極端特殊環(huán)境復(fù)雜難測參數(shù)的檢測，是國家亟須突破的技術(shù)之一?！蓖蹒榻B，傳感器“測不到、測不全、測不準(zhǔn)”，矛盾既對立又統(tǒng)一，如靈敏度提升就會造成測量范圍縮小，測量范圍增大就會導(dǎo)致靈敏度不足。
傳感器團隊從光與物質(zhì)相互作用機理出發(fā)，從基礎(chǔ)理論的角度解決難題，提升光纖傳感器的關(guān)鍵性能。他們提出高階光波模式與等離激元模場耦合增強表面電場的新理論，為解決痕量物質(zhì)測不到的難題提供理論保證；發(fā)現(xiàn)了光纖內(nèi)色散轉(zhuǎn)折點調(diào)控靈敏度的新現(xiàn)象，提出多模態(tài)光譜信號匹配拓展測量范圍的新方法，從本質(zhì)上解決了傳感器高靈敏度與大測量范圍之間的固有矛盾，為解決傳感器測不全的難題提供了理論依據(jù)；提出偏振態(tài)修正與特殊量子探測態(tài)輸入的光纖等離激元傳感新理論，突破了傳統(tǒng)量子態(tài)散粒噪聲極限，奠定了高信噪比傳感器的理論基礎(chǔ)。
傳感器團隊厚積薄發(fā)，為我國光纖傳感器科研和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定了相關(guān)理論基礎(chǔ)，有望為光纖傳感器研究打開更為寬廣的大門。我國高端微機電系統(tǒng)傳感技術(shù)開拓者和帶頭人、中國工程院院士蔣莊德認(rèn)為，傳感器團隊達到的光纖傳感器靈敏度是目前實驗?zāi)苓_到的最好水平，實現(xiàn)了超痕量物質(zhì)濃度的高靈敏度檢測。項目開始至今，傳感器團隊共發(fā)表中國科學(xué)院一區(qū)論文90余篇，ESI高被引論文1篇，獲批國家級項目14項，獲授權(quán)發(fā)明專利20余項。
永無止境，推進科研與產(chǎn)業(yè)化一直在路上
“光纖傳感器應(yīng)用廣泛，是深海等領(lǐng)域科研不可或缺的利器，其研究永無止境。”王琦說。
傳感器團隊聚焦深海探測進行溫度、鹽度、深度傳感技術(shù)研究，實現(xiàn)了溫度和鹽度的一體化低噪聲測量，在100℃全量程范圍內(nèi)分辨力突破0.001℃，海水鹽度測量分辨力提升一個數(shù)量級，達到0.0016‰。這些重要科研突破，為海洋航行安全和深海探測提供了堅實科技保障。
光纖傳感器在生命健康領(lǐng)域的應(yīng)用，是傳感器團隊的重要科研方向。
“光纖傳感器在重大疾病早發(fā)現(xiàn)早治療方面能夠發(fā)揮重要作用。”王琦介紹，高靈敏度、低檢測限是光纖傳感器重要特征，團隊發(fā)明的“金膜—金納米棒—氧化石墨烯膜”三明治結(jié)構(gòu)光纖傳感器，其靈敏度提升2個數(shù)量級，可以測量出含量極低的癌癥等重大疾病標(biāo)志物。
“團隊進行基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，突破傳感器‘卡脖子’問題的同時，與一些單位在海洋探測和醫(yī)療領(lǐng)域進行應(yīng)用試驗和產(chǎn)品化探索。相信在不遠的將來，高性能全光纖傳感器的實際應(yīng)用將成為現(xiàn)實，為加快建設(shè)科技強國，實現(xiàn)高水平科技自立自強貢獻力量?！蓖蹒f。
