为了提高光纤倏逝波传感器的灵敏度，该文提出了一种新型结构传感光纤。传感光纤由传统塑料光纤+新型阶跃光纤(折射率由纤芯向包层阶跃增大)+传统塑料光纤级联而成。新型阶跃光纤为倏逝波传感器的敏感区，光纤纤芯由聚甲基丙烯酸甲酯构成，包层由聚砜与GeO2混合物构成。利用几何光学分析了光纤光传输特性，实验测试了光纤光传输特性及其对外界折射率敏感特性。结果表明，当新型阶跃光纤包层中GeO2掺杂质量分数为1.5%，涂覆层厚为200 μm时，传感光纤具有较好的光谱传输质量及高的折射率响应灵敏度。

为了对硝酸钆进行高灵敏检测，研究一种基于微纳光纤干涉仪的光纤环腔激光传感器。制备了一种具有双锥结构的微纳光纤干涉仪，微纳光纤的强倏逝场可与外界环境或周围介质发生有效相互作用，且倏逝场随着光纤双锥结构直径的减小不断增强，折射率传感的灵敏度指标也有显著提高。实验结果表明：当微纳光纤的直径为20 μm时，传感器的折射率灵敏度达1925 nm/RIU；对于硝酸钆溶液的质量浓度，该传感器的灵敏度高达0.172 nm/（mg·mL^-1）。此外，该光纤环形激光传感器具有灵敏度高、结构紧凑等优点，在生物修饰和化学传感等方面有广阔的应用前景。

以双齿膦氧化合物4，6-二（二苯基氧膦基）二苯并噻吩（DBTDPO）为中性配体，以噻吩基三氟甲基乙酰丙酮（TTA）为阴离子配体，制备了具有分子内能量传递作用的稀土钕配合物Nd（TTA）₃DBTDPO掺杂聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）溶液聚合物材料。采用Ag⁺-K⁺离子交换法和一步光刻法，分别制备了基于倏逝波型的BK-7玻璃波导和SU-8聚合物波导。采用成本低廉的发光二极管（LED）替代半导体激光器作为泵浦源，利用有机配体与中心稀土Nd³⁺离子的分子内能量传递作用，在225 mW 405 nm LED泵浦下，在1.06 μm波长处分别获得了3.6 dB/cm和4.1 dB/cm的光增益。所提出的基于分子内能量传递作用的LED垂直顶泵浦方式能够有效降低器件的商用化成本，有望在平面光子集成领域得到广泛应用。

针对PG模型预测粗糙表面材质偏振特性存在较大误差的问题, 通过分析镜面微元组合的模型基础假设、建模过程、反演拟合结果, 定位了PG模型误差存在的原因; 提出了随机粗糙表面为半球形微元组合的新假设, 基于表面精细结构下倏逝波存在的物理事实, 忽略穿透深度和相位延迟的影响, 建立了等效球形粒子组合的新构型; 在此基础上, 构建了新的表面反射模型, 细化了材质内部的散射模型, 形成了新的pBRDF模型; 在实验室全谱光源照射下, 获得了材质的多光谱偏振二向反射数据, 进行了PG与新模型的性能对比分析。结果表明, 新模型强度维和偏振维的误差约为PG模型的35%和59%。

基于倏逝波原理的光纤传感器因其灵敏度高、响应速度快、成本低等优点, 已广泛应用于液体、气体及生物化学传感等诸多领域。与此同时, 以碲酸盐玻璃、氟化物玻璃、硫系玻璃和卤化物晶体等为基质材料的中红外光纤因其具有较宽的红外透过范围, 近年来在中红外波段传感领域得到了广泛关注。本文首先概述了中红外光纤倏逝波传感原理, 介绍了各种中红外光纤基质材料的特点、光纤结构及参数特性, 详细综述了其在中红外波段气体、液体和生物化学等领域的传感进展, 最后对中红外光纤倏逝波传感器的发展趋势进行了展望。

利用中红外光纤构建了一种在线准确检测偏二氯乙烯的红外光纤倏逝波传感器，该传感器由U形中红外光纤传感探头、偏二氯乙烯选择性敏感膜和超疏水膜构成。四氟乙烯敏感膜涂覆在U形区表面，超疏水膜涂覆在偏二氯乙烯敏感膜表面。U形传感器可增强光纤表面倏逝波强度，从而提高传感器的灵敏度。敏感膜可实现对水体中偏二氯乙烯的选择性测量，提高传感器测量结果的准确性; 超疏水膜可抑制水分子对测量结果产生的负面影响。实验研究了偏二氯乙烯的特征吸收光谱，以及传感器对偏二氯乙烯的响应灵敏度、响应时间和选择敏感性。从理论上建立了传感器测量偏二氯乙烯的理论模型。研究结果表明，传感器对偏二氯乙烯具有高选择敏感性，传感器灵敏度可达0, 002 1 abs/(mg·L-1)，响应时间为230 s。

为了实现对H₂O₂浓度选择性、准确的检测,研制了一种基于辣根过氧化物酶(HRP)的光纤倏逝波生物传感器。首先采用氢氧化钠溶液对去除部分纤芯的抗紫外石英光纤进行羟基化,接着利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷进行硅烷化,其次将光纤浸入戊二醛溶液中进行醛基交联,再次将光纤移入对H₂O₂具有选择催化性的HRP溶液中进行HRP分子固定,最后将固定有HRP的光纤在室温下晾干,即可获得HRP固定化光纤生物传感器。实验研究了戊二醛、HRP的浓度和固定时间、H₂O₂溶液的温度对传感器灵敏度的影响,测试了传感器的响应时间、选择敏感性及检测下限,建立了传感器的理论模型。研究结果表明,传感器对H₂O₂有高选择敏感性,在4~20 μmol·L ^-1的H₂O₂浓度范围内传感器的输出信号与浓度间具有线性关系,灵敏度达到-8.164×10 ^-4 μmol ^-1·L,相对误差为7.59%,检测下限达到4 μmol·L ^-1。

对非傍轴条件下光学角动量及自旋-轨道耦合的研究有助于人们认识亚波长结构中的光现象，近场中的倏逝波也可能产生强烈的自旋-轨道耦合。基于角谱衍射理论和Parseval定理，详细分析了高阶庞加莱球上拉盖尔-高斯矢量涡旋光束的传播波、倏逝波和角动量的近场演化特性以及倏逝波引起的自旋-轨道耦合。结果表明，在亚波长束腰宽度光束的源平面附近倏逝波作用强烈，在总光场中占主导地位。此外，近场中的轨道角动量同时包含横向电场和纵向电场的贡献，倏逝波中横向自旋角动量和横向偏振态相关，且存在自旋方向锁定现象。该研究为矢量涡旋光束在亚波长结构中的研究和应用提供了理论依据。