微电学术 | 陈庆明副教授带领本科生团队在光学传感器研究中取得新进展

近日，中山大学微电子科学与技术学院陈庆明副教授带领的本科生团队在柔性光学传感领域取得新进展。团队完成的论文《A Dye-Doped Polymer Fiber Based Optical Strain Sensor》被国际激光与光电领域顶级会议 CLEO 2026（Conference on Lasers and Electro-Optics）接收。

CLEO 是激光科学、光电子技术与光学工程领域具有重要国际影响力的旗舰学术会议，长期汇聚全球相关领域的前沿研究成果与创新技术。本科生团队的研究成果被 CLEO 2026 接收，体现了学院在本科生科研训练、交叉学科创新和柔性光子器件研究方面的积极探索。

该研究提出了一种基于染料掺杂聚合物光纤的光学应变传感器，实现了 23.46 dB/ε 的应变灵敏度，并成功应用于手指弯曲检测，为柔性可穿戴传感器提供了新的实现思路。

研究背景面向可穿戴感知需求的柔性传感探索

随着智能可穿戴设备、人机交互和健康监测技术的快速发展，柔性传感器在动作识别、人体姿态监测和智能感知等场景中展现出重要应用价值。相比传统电子传感器，光纤传感器具有抗电磁干扰、结构轻巧、柔性良好和信号安全性高等优势，因此成为可穿戴传感方向的重要研究对象。如何在保持器件柔性的同时进一步提升应变检测灵敏度，是该领域持续关注的问题。

方法创新构建染料掺杂聚合物光纤传感器

针对上述需求，陈庆明副教授带领本科生团队提出了一种染料掺杂聚合物光纤应变传感方案。研究以 Rhodamine 6G 掺杂聚合物光纤作为核心敏感单元，并通过多模光纤实现入射光与输出光的耦合。当宽带光进入掺杂聚合物光纤后，染料会对特定波段光产生吸收；在光纤被拉伸时，其有效光程和吸收损耗发生变化，从而引起输出光谱损耗的改变。通过监测约 550 nm 附近的峰值损耗变化，即可实现对应变的定量检测。

实验结果实现高灵敏应变检测与手指弯曲响应

实验中，团队选取掺杂浓度为 0.01%（w/V）、直径约 0.5 mm、初始长度约 3 cm 的聚合物光纤作为传感器进行测试。结果表明，当光纤应变从 10% 增加至 30% 时，输出光谱在约 550 nm 附近的光学损耗持续增大，且损耗与应变之间呈现良好的近似线性关系。拟合结果显示，该传感器的应变灵敏度达到 23.46 dB/ε，约为前期相关工作的 6.5 倍。

为进一步验证其可穿戴应用潜力，团队将该光纤贴附于手指进行弯曲检测。随着手指弯曲角度由 0° 增大至 30°，输出光损耗同步增加，说明该器件能够有效响应人体动作变化，可用于手指弯曲、动作识别和柔性人机交互等场景。

团队建设以科研训练推动本科生创新能力提升

本研究由中山大学微电子科学与技术学院陈庆明副教授带领本科生团队完成。团队围绕柔性光子器件与可穿戴传感应用开展系统探索，鼓励本科生参与从方案设计、器件制备、光学测试到结果分析的完整科研过程。此次论文被 CLEO 2026 接收，展示了学院在本科生科研培养和高水平学术训练方面取得的积极成效。

研究展望拓展柔性光子传感应用

本研究展示了染料掺杂聚合物光纤在柔性光学应变传感中的应用潜力。该方案兼具柔性、抗电磁干扰和制备简便等特点，为可穿戴光学传感器设计提供了新的技术路径。未来，团队将进一步优化材料配方、器件结构和测试稳定性，探索其在智能手套、人体动作监测、健康检测和人机交互等方向的应用。