本研究团队聚焦于光电技术与智能感知的交叉融合，致力于解决高精度检测、微型化传感及智能化分析等领域的科学问题与工程挑战。团队以光电技术为核心，结合人工智能、微纳制造等前沿手段，推动在环境监测、生物医学、食品安全、公共安全等领域的创新应用。

一、 团队成员

团队目前固定科研人员7人，其中正高1人，副高3人，特聘副高3人。

（一）团队负责人

刘晔，女，博士，研究员，物理与光电工程系系主任，东莞市三类特色人才，广东省物理学会理事。2005年本科毕业于北京交通大学光信息科学与技术专业，2010年博士毕业于中科院物理研究所光物理重点实验室，2010-2018年在中科院安徽光机所从事科研工作，2018年以高层次人才引进入职东莞理工学院。主要研究方向为微纳结构增强光谱技术、激光微纳制造、光纤传感技术等。作为项目负责人承担了国家自然科学基金面上项目、青年项目、国家重点研究计划项目子课题、广东省自然科学基金、广东省普通高校重大项目等科研项目近20项，参与国家973、863、中科院先导专项等重要项目的研究工作，在Photonic Research、Sensors and Actuators B：Chemical、Talanta、Optics Express、Optics Letters、Applied Physics Letters等刊物上发表学术论文80余篇，授权发明专利10余项。联系方式：liuye@dgut.edu.cn。

（二）团队核心成员

周飞，男，博士，副研究员。2006年本科毕业于南开大学物理系，2011年博士毕业于中科院物理研究所光物理重点实验室，2011-2018年在中科院固体物理所从事科研工作，2018年以高层次人才引进方式入职东莞理工学院。主要从事微纳光子器件及应用、MEMS器件研制方面的研究工作。作为项目负责人主持国家自然科学基金面上项目、青年项目、国家重点研发计划项目子课题、广东省粤莞联合基金培育项目等10余项，参与多项国家自然科学基金重点项目、国家973项目等国家重要项目的研究工作。在Angew. Chemie. Int. Ed.、Sens. Actuators B、Opt. Express、Opt. Lett.等刊物发表学术论文70余篇，引用次数3000余次。联系方式：fzhou@dgut.edu.cn。

胡君，女，博士，副教授，电信工程与智能化学院副院长。2011年博士毕业于中科院等离子体物理研究所。主要研究方向等离子体技术应用、电路设计等。作为项目负责人承担了国家自然科学基金青年基金项目、博士后基金项目等近10项科研项目，在Journal of Hazardous Materials、Dalton Transactions、The Journal of Physical Chemistry B等期刊发表学术论文10余篇。联系方式：jhu@dgut.edu.cn。

初让，男，博士，特聘副研究员。2021年毕业于哈尔滨工程大学光学工程专业，2019年9月至2020年9月在英国南安普顿大学进行博士联合培养。毕业后在东莞理工学院任教至今，主要研究方向为光纤传感、激光微纳加工等。主持国家自然科学青年基金1项，参与多项国家级科研项目。在Sensors and Actuators B：Chemical、Opt. Express、Opt. Lett.等重要期刊发表学术论文20余篇。联系方式：chur@dgut.edu.cn。

谭艳珍，女，博士，特聘副研究员。2018年博士毕业于香港理工大学电机工程专业；2018年加入东莞理工学院。主要从事光纤传感、光热/光声光谱方面的研究，开展光纤气体传感器在生物化学、环境监测、呼吸检测等重要领域的应用研究。累计在本领域国际权威刊物和会议上发表论文20余篇，获国家授权发明专利1项，多次在国际学术会议上作口头报告，主持广东省基础与应用基础研究基金省市联合基金项目2项（地区培育项目，青年项目），东莞市社会发展科技项目（重点项目）1项。教学上，主讲大学物理、光纤通信原理与系统、光电信息物理基础、光纤传感器技术等。 联系方式：tanyz@dgut.edu.cn。

郭奎奎，男，博士，特聘副研究员。2020年博士毕业于深圳大学光学工程专业；2020-2022年在深圳大学从事博士后科研工作；2022年加入东莞理工学院。长期从事飞秒激光制备光纤光栅、飞秒激光微加工技术、分布反馈光纤激光传感器、光纤温度传感器、压力传感器、湿度传感器、气体传感器、光纤光栅波长解调技术等方面的研究工作。作为项目负责人主持广东省粤深联合基金青年项目1项；深圳市自然科学基金基础研究面上项目1项；深圳市个人创客项目1项，东莞市社会发展科技项目1项；重点实验室开放课题1项，校级项目1项。参与国家级项目2项，省级项目1项，市级项目2项。相关研究成果已在国内外重要期刊发表论文41篇；授权发明专利3项；实用新型专利4项。联系方式：guokuikui@dgut.edu.cn。

何林，女，博士，副教授，物理与光电工程系副系主任。2012年博士毕业于华南理工大学微电子学与固体电子学专业。主要研究方向为生物光学、光电子传感等。作为主要参与人参与多项国家级以及省级科研项目，作为负责人主持国家自然科学基金重大研究计划重点支持项目子课题1项，以第一作者在国际重要刊物上发表SCI论文15篇，并获授权发明专利4项。联系方式：helin@dgut.edu.cn。

二、 主要研究方向

1. 拉曼光谱技术及应用

拉曼光谱是一类重要的光谱检测技术，具有样品前处理简单、检测速度快、指纹光谱特性等显著优点。表面增强拉曼散射（Surface-enhanced Raman scattering，SERS）极大提高了拉曼光谱的检测灵敏度，在化学、材料、环境、生命科学、食品安全等领域具有重要应用前景。团队近年来将光纤传感技术与SERS光谱技术相结合，提出多种新颖的激光诱导法制备高性能光纤SERS探针，研制光纤探针增强型便携式拉曼光谱仪，在液相原位拉曼光谱检测方面开展系列创新应用。

(1) 高性能光纤SERS探针

发展激光诱导蒸发自组装法、滑移辅助的激光诱导自组装法等激光诱导法，制备出多种形貌的平端面、锥形光纤SERS探针。结合程控设备，实现光纤SERS探针的可控、重复、小批量制备，制备的光纤SERS探针具有优良的检测灵敏度和重复性。后续尝试开展基于半导体材料、二维材料等的新型光纤SERS探针的制备及性能研究。

图1、多种形貌的光纤SERS探针

(2) 基于光纤SERS探针的液相原位检测

光纤作为一种优良的光波导，具有传输损耗低、抗干扰能力强等优点。通过将光纤SERS探针插入待测溶液中即可实现液相SERS光谱的原位检测。我们研制了光纤探针增强型便携式拉曼光谱仪，并基于此实现食用油中非法添加物、牛奶中三聚氰胺、牛奶中四环素等多种复杂液相体系的SERS光谱检测。

图2、基于光纤SERS探针的多种液相体系拉曼光谱检测

光纤SERS探针中拉曼激发光和SERS信号光均在光纤中进行传输，利用光纤中模场特性进行拉曼激发，提供大的SERS相互作用面积，利于提高SERS光谱检测重复性。团队近年来不断拓展光纤SERS探针在各领域的检测应用。例如，利用光纤SERS探针实时监测化学反应过程（图3）；将光纤SERS探针与微流控芯片结合，构建微流控-光纤SERS探针组合芯片，在生物医学等领域具有重要应用前景。

图3、基于光纤SERS探针的化学反应过程实时监测

(3) AI赋能拉曼光谱检测应用

将机器学习、深度学习等人工智能算法与拉曼光谱技术相结合，开展复杂体系、实际体系中拉曼光谱检测与识别关键技术研究。

图4、卷积神经网络（CNN）在拉曼光谱中的应用

2. 光纤传感技术及应用

(1) 特种光纤传感技术

随着光纤器件的不断发展，以及制作光纤的工艺飞速进步，不同结构的特种光纤被研发用来实现更多的功能。常见的特种光纤包括：多芯光纤、无芯光纤、空芯光纤、保偏光纤、光子晶体光纤等。在光纤器件的制备中，为了增大对环境参量的灵敏度，通常还会使用物理和化学修饰的方法对光纤进行处理，使其结构发生一定的改变来达到提高器件灵敏度的目的，常见的有：侧抛加工、光栅的写入、拉锥或烧球、偏芯错位焊接、光纤化学腐蚀等特种光纤因其具有灵活的结构、特异的性能而成为新型光纤传感器的理想研发平台，而石墨烯作为一种具有优异光电性能的材料已经被广泛的应用到了相关领域，将其与光纤相结合制备集成器件成为光纤器件领域的研究热点。

图5、不同类型特种光纤被覆石墨烯器件

(2) 光纤气体传感技术

基于光纤传感、光热/光声光谱技术，开展光纤气体传感器在生物化学、环境监测、呼吸检测等重要领域的应用研究。激光光谱学在生物化学、环境监测、医疗诊断、燃烧等多个领域有着重要应用。典型的光谱学系统由光源、样品池、信号探测和处理单元等组成（如图6所示）。实际应用中，常对光源进行调制或调谐，探测部分则使用光栅、干涉仪等光谱敏感元件和锁相放大、取样平均等弱信号检测技术来提升系统的性能。光与气体分子在样品池中相互作用后，光的强度、相位、偏振、传播方向等发生变化，或产生热量、声波或新的光波，探测这些变化可以确定样品池中气体的成分及含量。

图6、光纤气体传感系统

微纳结构光纤通常由单一材料（石英）制成，包含沿光纤轴向延伸的空气通道。图7为几种可作为气体或液体样品池的微纳结构光纤，分别是光子带隙空芯光纤（PBG-HCF）、反谐振空芯光纤（AR-HCF）、微纳光纤（NF）及悬挂芯光纤（SCF）。这些光纤的导光机理有所不同，但共同点是大部分的光模场能量局限在空气纤芯中或微纳纤芯表面附近的空气中，可实现光和样品的高效相互作用。

图7、作为气体或液体样品池的微纳结构光纤

(3) 光纤光栅传感技术

光纤光栅（Fiber Bragg Grating, FBG）是通过紫外光曝光或飞秒激光写入等技术，在光纤纤芯内形成的周期性折射率调制结构。典型结构包括均匀布拉格光栅、啁啾光栅、倾斜光纤光栅等，FBG具有体积小、重量轻，对电绝缘、抗电磁干扰、精度高、可靠性高等优点，易于实现分布测量的高效性等特点，可以实现在多场景（如医疗诊断、桥梁、油气管道等设施）下的多参量集成化、高精度、高灵敏和智能化感知能力。

图8、光纤光栅传感技术及应用

3. 激光微纳加工及MEMS传感:

(1) 超短脉冲激光加工

超短脉冲激光具有超短的脉宽及超高的峰值功率，可诱导材料发生非线性吸收效应，获取尺寸远小于衍射极限的焦点光斑，从而大幅提升加工的空间分辨率。 超短脉冲激光加工技术具有无接触、灵活可控以及材料损耗小等优势，当超短脉冲激光聚焦到材料表面时，会在非常小的空间内产生高密度的能量，导致材料的瞬时加热蒸发，从而形成微小孔洞或凸起结构，利用该技术可以开展超快激光在激光光刻、激光微机械加工、激光制备光纤光栅、激光制备光波导、激光制备光纤干涉仪、透明材料内部的微纳改性等方面的应用。

图9、超短脉冲激光加工

(2) MEMS传感器件及应用

掌握从传感芯片电路设计、硬件控制、数据同步采集与传输，到多传感器数据融合算法、边缘计算算法、软件平台开发等MEMS传感器全链条研发关键技术，研制出MEMS加速度计、倾角仪等多种器件，在桥梁、大型建筑、大坝等的结构健康监测领域具有重要应用。

图10、团队研制的部分MEMS传感器件及检测引用

三、团队承担的国家级、省部级纵向科研项目

序号	项目名称	项目负责人	资助机构	经费 （万元）	起止时间
1	高灵敏倏逝波光纤SERS探针及其微流控生物检测应用	刘晔	国家自然科学基金/面上项目	60	2019.01-2022.12
2	可见光激发下金纳米颗粒修饰氧化锌微纳阵列薄膜的LSPR增强气敏特性研究	周飞	国家自然科学基金/面上项目	54	2018.01-2021.12
3	微型光纤散射光谱仪	初让	国家自然科学基金/青年项目	30	2023.01-2025.12
4	基于非线性可控带隙结构的MIM表面等离子体波导特性的研究	刘晔	国家自然科学基金/青年项目	28	2012.01-2014.12
5	复合贵金属纳米颗粒阵列的局域场增强特性及其SERS效应研究	周飞	国家自然科学基金/青年项目	25	2013.01-2015.12
6	多功能建筑结构智能监测传感器研发及工程化开发	周飞	国家重点研发计划项目/子课题	90.7	2020.01-2023.12
7	恶臭气体高精度在线监测技术研发及应用示范	周飞	国家重点研发计划项目/子课题	160	2016.07-2020.06
8	高功率、大脉冲能量超快激光器关键技术研究	刘晔	国家重点研发计划项目/子课题	80	2017.07-2020.12
9	“光场自适应”倏逝波光纤SERS探针及其微流控生物检测应用	刘晔	广东省自然科学基金/面上项目	10	2022.01-2024.12
10	氮化硅陶瓷的超快激光织构化表面改性及其在润滑环境下的摩擦磨损特性研究	王宏建	广东省自然科学基金/面上项目	15	2024.01-2026.12
11	基于高性能光纤SERS技术的三阴性乳腺癌Keytruda耐受原位光谱研究	郭艳先	广东省自然科学基金/面上项目	10	2025.01-2027.12
12	超短并联集成多芯光纤光栅阵列的飞秒激光制备与高温动态传感技术	郭奎奎	广东省自然科学基金/面上项目	10	2021.10-2024.09
13	高灵敏光纤激光氢气传感器阵列的飞秒激光制备及偏振调控技术	郭奎奎	深圳市自然科学基金/面上项目	40	2021.07-2024.06
14	基于气体填充空芯光纤光热效应的宽带全光相位调制器关键技术及其脉冲激光应用研究	谭艳珍	粤莞联合青年项目	10	2022.10-2025.09
15	基于微纳结构光纤增敏的高精度激光气体分析仪	谭艳珍	粤莞联合培育项目	30	2023.11-2026.10
16	基于光纤倏逝波的微流控-SERS光谱技术及在癌症早期诊断中的应用	刘晔	广东省普通高校重大科研项目	25	2020.1-2022.12

四、近五年代表性科研成果

（一）代表性学术论文

1. Lianyu Bao, Fei Zhou*, Ye Liu, Botian Wang, Rang Chu, Qingmao Zhang, Hongcheng Wang*, Remote and in-situ monitoring of plasmon-induced catalysis reaction by fiber SERS probes, Talanta, 288: 127735 (2025).

2. Yanxian Guo, Ye Liu*, Chaocai Luo, Yue Zhang, Yang Li, Fei Zhou, Zhouyi Guo, Zhengfei Zhang, and Zhiming Liu*, “Instantaneous preparation of gold-carbon dot nanocomposites for on-site SERS identification of pathogens in diverse interfaces”, Photonic Research, 12(6): 1303-1312 (2024).

3. Chengbin Cai, Fei Zhou, Rang Chu, Hai Ye*, Chao Zhang, Lingling Shui, and Ye Liu*, “Rapid and sensitive in-situ detection of pesticide residues in real tea soup with optical fiber SERS probes”, Journal of Food Composition and Analysis, 134, 106520 (2024).

4. Rang Chu, Yanzhen Tan*, Fei Zhou, and Ye Liu*, “Sensitivity-enhanced humidity sensor based on a surface core fiber decorated with graphene oxide”, Sensors and Actuators Reports, 8, 100207 (2024).

5. Hongjian Wang, Botian Wang, Fei Zhou, Kuikui Guo, Ye Liu*, and HuaTay Lin, “Effect of laser surface texturing on friction performance and surface damage of silicon nitride ceramic”, Journal of Asian Ceramic Societies, 12(2): 184-193 (2024).

6. Kuikui Guo, Rui Yang, Hongjian Wang, Fei Zhou, Rang Chu, Hongcheng Wang, Laipeng Shao, and Ye Liu*, “Ultrashort fiber optic temperature sensor for the small-scale heat sources”, IEEE Sensors Journal, 24(3): 2682-2688 (2024).

7. Hongjian Wang, Hua-Tay Lin, Fei Zhou, Rang Chu, Kuikui Guo, HaiDong Wu, and Ye Liu*, “Friction and wear performances of Si3N4 ceramic matrix composites: A review from the perspectives of doped phase, layered structure design, and laser surface texturing”, International Journal of Applied Ceramic Technology, 1-20 (2023).

8. Junpeng Huang, Fei Zhou*, Chengbin Cai, Rang Chu, and Ye Liu*, “Remote SERS detection at a 10-m scale using silica fiber SERS probes coupled with a convolutional neural network”, Optics Letters, 48(4), 896-899 (2023).

9. Yanxian Guo, Yang Li, Ranran Fan, Ao Liu, Yiqiao Chen, Huiqing Zhong, Ye Liu, Haolin Chen, Zhouyi Guo, and Zhiming Liu, “Silver@Prussian Blue Core−Satellite Nanostructures as Multimetal Ions Switch for Potent Zero-Background SERS Bioimaging-Guided Chronic Wound Healing”, Nano Letters, 23:8761-8769 (2023).

10. Hongyu Li#, Rang Chu#, Jinyuan Cao, Fei Zhou*, Kuikui Guo, Qingmao Zhang, Hongcheng Wang*, and Ye Liu, “Sensitive and reproducible on-chip SERS detection by side-polished fiber probes integrated with microfluidic chips”, Measurement, 218: 113203 (2023).

11. Yanzhen Tan, Tiansheng Huang, Li-Peng Sun, Shoulin Jiang, Ye Liu, Bai-Ou Guan, Wei Jin, “Dispersion turning point-enhanced photothermal interferometry gas sensor with an optical microfiber interferometer”, Sensors and Actuators B: Chemical, 385: 133690 (2023).

12. Ye Liu, Rumeng Liu, Chuanwei Ai, Botian Wang, Rang Chu, Hongcheng Wang, Lingling Shui, Fei Zhou*, “Stick-slip-motion-assisted interfacial self-assembly of noble metal nanoparticles on tapered optical fiber surface and its application in SERS detection”, Applied Surface Science, 602: 154298 (2022).

13. Botian Wang#, Ye Liu#, Chuanwei Ai, Rang Chu, Manna Chen, Hai Ye, Hongcheng Wang, and Fei Zhou*, “Highly sensitive SERS detection in a non-volatile liquid-phase system with nanocluster-patterned optical fiber SERS probes”, Optics Express, 30: 15846 (2022).

14. Fei Zhou, Ye Liu, Hongcheng Wang, Yadong Wei, Geng Zhang, Hai Ye, Manna Chen, and Dongxiong Ling, “Au-nanorod-clusters patterned optical fiber SERS probes fabricated by laser-induced evaporation self-assembly method”, Optics Express, 28: 6648 (2020).

15. Ye Liu, Fei Zhou, Hongcheng Wang, Xiaoyuan Huang, and Dongxiong Ling, “Micro-coffee-ring-patterned fiber SERS probes and their in situ detection application in complex liquid environments”, Sensors and Actuators B: Chemical, 299: 126990 (2019).

16. Ye Liu, Zhulin Huang, Fei Zhou, Xing Lei, Bo Yao, Guowen Meng, and Qinghe Mao, “Highly sensitive fibre surface-enhanced Raman scattering probes fabricated using laser-induced self-assembly in a meniscus”, Nanoscale, 8: 10607 (2016).

17. Dilong Liu^#, Fei Zhou^#, Cuncheng Li, Tao Zhang, Honghua Zhang, Weiping Cai, and Yue Li, “Black gold: plasmonic colloidosomes with broadband absorption self-assembled from monodispersed gold nanospheres by using a reverse emulsion system”, Angew. Chem. Int. Ed., 54, 9596-9600 (2015).

（二） 授权专利：

1. Ye Liu, Fei Zhou, Hongcheng Wang, System and method for remote detection of SERS spectra, 美国发明专利，授权号：US10876973B2。

2. Fei Zhou, Ye Liu, Hongcheng Wang, Yadong Wei, Geng Zhang, Shaoqiang Zhang, Method for trapping molecule with optical fiber tweezers based on phase transition and crystallization and method for detecting Raman spectrum of persistent organic pollutant, 美国发明专利，授权号：US11448599B1。

3. Fei Zhou, Ye Liu, Dongxiong Ling, Hongcheng Wang, In-situ photocatalysis monitoring system based on surface-enhanced Raman scattering, 美国发明专利，授权号：US10914684B2。

4. 刘晔，周飞，王红成，凌东雄，一种实用化咖啡环图样光纤SERS探针的制备方法，中国发明专利，授权号：ZL201811144372.6。

5. 刘晔，杨多兴，周飞，一种布里渊光时域分析温度、应变解耦方法及系统，中国发明专利，授权号：ZL201910010423.4。

6. 刘晔，周飞，凌东雄，一种液相原位SERS检测方法，中国发明专利，授权号：ZL201910054272.2。

7. 刘晔，周飞，王红成，一种远程SERS光谱检测系统及方法，中国发明专利，授权号：ZL201910052916.4。

8. 刘晔，周飞，王红成，凌东雄，一种锥形光纤SERS探针的制备方法，中国发明专利，授权号：ZL201811342587.9。

9. 周飞，刘晔，凌东雄，王红成，一种倏逝波光纤SERS探针及其制备方法，中国发明专利，授权号：ZL201811414826.7。

10. 周飞，刘晔，凌东雄，王红成，一种基于表面增强拉曼光谱的光催化原位监测系统，中国发明专利，授权号：ZL201811350850.9。

11. 周飞，刘晔，凌东雄，王红成，激光诱导一步提拉法制备锥形光纤SERS探针的方法，中国发明专利，授权号：ZL201811144266.8。

12. 周飞，刘晔，王红成，魏亚东，张耿，张绍强，一种基于相变结晶的光纤光镊分子俘获方法、持久性有机污染物的拉曼光谱检测方法，中国发明专利，授权号：ZL202110371421.5。

13. 周飞，黄俊鹏，刘晔，一种光纤SERS探针中光纤拉曼背景去除的方法，中国发明专利，授权号：ZL202210398606.X。

14. 罗梓炫，周飞，林盛，李勇恒，黄文杭，刘晔，一种微流控-SERS芯片，中国实用新型专利，授权号：ZL 202322988573.7。

五、人才培养

1、已出站博后

王宏建（珠海科技学院）、郭艳先（广东医科大学）

2、已毕业硕士研究生

2024届：蔡成斌、王修远

2023届：刘如梦、黄俊鹏、李泓屿

2022届：艾传徫

2021届：王博天

3、在读硕士研究生

2025届：邱恒清、林俊全、党思恩、鲍连宇

2027届：黄鸿伟、黄瑜安