近日，我室研究生刘肖龙（第一作者）和张巍副教授（通讯作者）在期刊Optics and Laser Technology上发表题为“Complex refractive index sensor based on GeSbSe microring resonator”的论文(Optics & Laser Technology, 2025,190:112999)，文章链接：https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2025.112999。

       复折射率传感器在折射率实部传感的基础上，同时分析复折射率虚部变化对器件透射谱的谐振峰所造成的影响，从而实现对三元混合溶液的传感。本文提出了一种基于Ge₂₈Sb₁₂Se₆₀材料的全通型微环复折射率传感器，其器件示意图和截面图，如图1（a）和（b）所示。该传感器采用电子束曝光和等离子体刻蚀工艺进行器件制备，利用垂直耦合测试平台测得透射谱，如图2（a）所示，从图中测得其自由光谱范围为5 nm，经过计算得到该器件的品质因数为3.44×10⁴。为了得到较为准确的虚部灵敏度，本文使用不同浓度的水和重水二元混合溶液，用于复折射率传感实验。实验结果显示实部灵敏度为138 nm/RIU，虚部灵敏度为341 nm/RIU，检测极限为3.33×10⁻⁴RIU，如图2（b）和（c）所示。还进一步对水、重水和甲醇的混合溶液进行了实验，通过使用水、重水和甲醇三者浓度比分别为20%:60%:20%、30%:40%:30%、50%:20%:30%的三种混合溶液，得到了与水和重水二元混合溶液实验中相似的实部和虚部灵敏度，如图3所示。实验验证了该复折射率传感器在三元混合溶液传感方面的可行性，成功地实现了具有高复折射率灵敏度的硫系全通型微环传感器，为生化和环境监测领域的多组分无标记传感打下基础。

图1 (a) GeSbSe 微环的示意图。(b) 波导截面图。

图2 (a) GeSbSe微环的透射谱图。(b) 不同浓度重水溶液中GeSbSe微环的透射谱图。(c) 实部灵敏度的线性拟合（红线）和虚部灵敏度的线性拟合（蓝线）。

图3 三元混合溶液复折射率传感实验中的实部和虚部灵敏度的线性拟合。