新型多功能等离子体光纤探针：实现等离子体加热与SERS传感用于生物医学应用
医学物理
2025-07-17 v1 光学
摘要
光纤基平台日益被用于集成光子功能于生物医学应用中，具备紧凑和最小侵入性优势。在这些中，等离子体加热与光学传感集成于单根光纤尖端提供了进行局部光热作用和原位分子检测的有力机会。本工作提出一种多功能等离子体光纤探针（PFP），实现热等离子体加热与表面增强拉曼光谱（SERS）的光谱复用。通过采用固态脱湏工艺将金纳米岛（AuNIs）集成到多模光纤平面 facets上，实现了该双功能，该方法为直观且可扩展的制造方法，避免了光刻技术的复杂性。我们对AuNIs的形貌进行表征，表明其对光学消光、光热响应和电磁场增强在可见光至近红外光谱范围内都有调制作用。具体而言，我们在可见光下实现了有效、波长相关的加热，并在近红外激发下实现了强SERS信号增强，两者均得到电磁和热模拟的支持。单根光纤集成装置中实现光热刺激与拉曼感知的解耦，填补了当前实验光纤技术中功能复用常受单一波长限制的空白。
引用
@article{arxiv.2507.12134,
title = {Novel multifunctional plasmonic fiber probe: Enabling plasmonic heating and SERS sensing for biomedical applications},
author = {Muhammad Fayyaz Kashif and Di Zheng and Linda Piscopo and Liam Collard and Antonio Balena and Huatian Hu and Daniele Riccio and Francesco Tantussi and Francesco De Angelis and Massimo de Vittorio and Ferruccio Pisanello},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.12134},
year = {2025}
}