近年来新能源和可再生环保能源的发展中，氢能源由于其燃烧零碳无污染，被认为最清洁的能源。但氢气无色、无味、易燃易爆的特点促使科研人员找到一种合理有效的检测方法，以保障其能够安全妥当的应用于工业和生活中。
相比于块体材料，尺寸更小、体表面积比更大的纳米材料，对外界环境的变化有着很快的响应和很高的灵敏度等特点，纳米材料被广泛地应用在各种物理、化学、生物传感和探测等领域，受到越来越多人的关注。由于其能够将光场能量约束在远小于光波长的空间范围内和表面能量增强效应等特性，表面等离激元可在纳米尺度上实现光与物质相互作用。而金属钯对氢气有着较高的溶解性、及选择性，常被作为敏感材料用于氢气的感检测。但钯纳米颗粒在可见及近红外波段的表面等离激元共振峰的半宽很宽（超过200nm），很难分辨出光谱对氢气的峰值变化。
最近，光电学院谷付星副教授在钯纳米颗粒对氢气检测灵敏度的研究方面取得了重大进展。研究人员将钯纳米棒作为纳米天线，与微光纤结合制备出复合型的whispering-gallery腔。用自由空间光照射时，在可见光622.7nm处获得半宽3.2nm的窄带光谱，这是迄今为止，国际上关于钯纳米颗粒报道中的最窄半宽光谱。通过改变微纳光纤直径，研究发现倏逝波的比例成分起很多影响，并显著窄化散射光谱。利用获得的超窄共振峰，可以很明显的分别钯纳米棒对氢气的反应，大大提高了探测灵敏度。同时该腔型系统结构简单，成本低廉，可以广泛应用与传感、激光以及非线性光学等领域。
该研究成果于2015年10月发表在光学顶级期刊《Laser & Photonics Reviews》【Fuxing Gu*, Li Zhang, Yingbin Zhu*, and Heping Zeng*, “Free-space coupling of nanoantennas and whispering-gallery microcavities with narrowed linewidth and enhanced sensitivity.” Laser Photon. Rev. 9, 682−688 (2015).】。近日该成果被期刊作为back cover予以亮点报道。
谷付星副教授在表面等离激元传感方面取得重大突破