一階晶格等離子體共振（FLPR）的各種應用a）由注入飽和乙醇蒸氣引起的納米空隙陣列SP傳感器的光譜響應。（b）在2.5μm波長的線性極化光源從頂部激發(fā)納米空隙陣列的表面附近時，計算出的平方化歸一化EM場振幅E2 / E2 0靠近甲苯。（c）在空氣中和在甲苯液體層下的納米空隙陣列的FTIR反射光譜。如果不吸收甲苯，則虛線表示納米空隙陣列對反射光譜的貢獻。底部面板顯示了在相同條件下從被甲苯覆蓋的光滑Au膜表面反射的FTIR反射。

遠東聯(lián)邦大學（FEFU）的科學家與來自俄羅斯，日本和澳大利亞的同事一起開發(fā)了一種基于特殊設計的金膜的多功能傳感器，該金膜的表面包含飛秒激光印刷產(chǎn)生的數(shù)百萬個拋物線形納米天線。該傳感器識別痕量濃度的分子，并在液體和氣體環(huán)境中對其進行檢測。可以輕松調整它以提供不同的方式，包括生物學研究，醫(yī)療和安全任務。相關研究發(fā)表在納米材料上。

傳感器會對最接近其表面的環(huán)境的微小變化做出反應，例如氣體或有機分子，液體的局部折射率變化等，并且可用于生物分析，環(huán)境監(jiān)測，食品質量分析，和各種安全系統(tǒng)。

“盡管科學在高精度物理化學傳感器領域取得了重大進展，在過去的幾十年中，仍然需要靈活的插入式技術來制造廉價的多功能傳感器，在單個設備中結合不同的測量模式。用于這種傳感器制造的現(xiàn)有光刻技術既費時又費錢，因此不適合大規(guī)模生產(chǎn)。我們提出了一種高效且廉價的激光打印技術來解決上述問題。使用它，我們可以輕松生產(chǎn)出具有所需表面形態(tài)和共振特性的傳感器元件，并經(jīng)過優(yōu)化以融合不同的傳感方式，并具有足夠的機械強度以在液體環(huán)境中運行，” FEFU STI虛擬和增強技術研究員現(xiàn)實。

通過飛秒激光直接印刷制造了基于納米紋理金膜的傳感器系統(tǒng)。這種超薄金膜在單個飛秒脈沖中的曝光導致形成數(shù)百萬個中空拋物線形納米結構（納米空隙），即所謂的納米天線。這些納米結構的有序陣列具有明顯的共振光學性質。它們有效地將可見光和IR光譜范圍的入射輻射轉換為特殊的表面波，即所謂的表面等離激元，這些表面波使傳感器對周圍環(huán)境的變化具有卓越的靈敏度。

來自FEFU，F(xiàn)EB RAS和MEPhI，以及名古屋工業(yè)大學（日本），東海大學（日本）和斯威本科技大學（澳大利亞）的科學家參加了這項工作。

以前，F(xiàn)EFU和斯威本科技大學的科學家與印度和日本同事合作，已經(jīng)開發(fā)出了一種基于十字形硅納米天線陣列的光學元件。這些納米天線以適當?shù)姆绞脚帕校�形成了中紅外和太赫茲光譜范圍的螺旋波片，可將普通的高斯光束轉換為奇異的渦旋光束。該光學元件旨在對蛋白質在紅外光譜范圍內(nèi)的結構進行高級實驗室研究，并研究新的手性分子化合物。