纳米颗粒的探测在国土安全、环境监测以及早期的疾病检测领域具有重要的应用。然而传统的纳米颗粒探测主要是基于无源器件设计的：将外部的可调谐激光光源借助拉锥光纤或光栅等耦合系统导入到微纳谐振腔中，通过对透射的光信号进行频谱分析，监测颗粒的有无、数量以及大小。无源监测系统对外部光源的线宽，耦合系统的稳定性、耦合效率，谐振腔的品质因子以及光谱分析仪器的带宽、响应速度等要求严格，从而导致高昂的设备费用和制备成本。

我们首次提出将新型的钙钛矿激光器应用到纳米颗粒传感领域。单晶的钙钛矿样品表面平整，几乎没有颗粒散射。在泵浦光作用下，能够在平面内形成FP模式激光，激光主要从谐振腔的两个末端的端面出射，而在钙钛矿的表面仅能探测到荧光信号。然而，当钙钛矿表面有颗粒时，颗粒将平面内传输的激光模式散射出来，并可以在远场探测到激光信号。通过在信号采集装置前插入限光光阑，调整信号采集的位置，使得采集装置仅能接收钙钛矿表面的信号。在没有颗粒时，仅测量到荧光信号；而当有纳米颗粒附着到钙钛矿样品表面时，散射出的激光信号能够被测量到，且信号强度与荧光信号强度可比拟，从而实现颗粒的传感。

图1 利用微腔激光器对半径50纳米颗粒的准确检测

图2 基于钙钛矿激光器的传感器对微纳颗粒尺寸(a)和数量(b)传感的实验结果

   该研究成果最终发表在Advanced Materials（2018, 30(32): 1801481）杂志上，并被澳大利亚科学院院士Yuri Kivshar教授在其综述文章中直接引用该成果，并评述“作者通过把散射纳米颗粒加到钙钛矿激光器边缘，很大的提高了激光出射的方向性”。