問題在于，即使是如硬幣般大小的小型化RI傳感器也比許多應用大。這也正是密西根大學團隊希望通過使用由光源激發(fā)的納米線的激光發(fā)射來改變的難題。該團隊在題為“基于半導體納米線激光器的折射率感測”的論文中，詳細描述了團隊進行的研究。

在該研究中，將直徑為204nm、長度為15μm的硫化鎘（CdS）線作為光學腔的核心設計（圖1）。納米線的高折射率使入射光在端面具有高反射率因子，并通過納米線進行引導。這種設置形成了法布里-伯羅空腔，當它被外部光源激發(fā)時，也會形成激光作用。這樣形成的激光波長取決于其周圍的折射率。通過測量激光輸出的波長，可以確定浸入納米線的液體的折射率。

制造過程使用了類似半導體的工藝，其中硫化鎘（CdS）納米線（折射率n = 2.67）生長在使用了化學氣相傳輸法的硅晶片襯底上。之后將納米線直接沉積在硅玻璃罩上，然后將其暴露于低壓等離子體中。這種等離子體處理是用來確保將納米線固定在玻璃表面，從而用于液體環(huán)境中的實驗。

在試驗中，將納米線浸入乙醇和甲苯的體積比為10：0、9：1、8：2和7：3的混合溶液中，相當于折射率分別為1.365、1.39、1.339和1.407。通過脈沖光學參量振蕩器（5納秒脈沖寬度，20赫茲重復頻率，479納米波長）對該納米線進行激發(fā)。然后使用焦點尺寸為60μm的50×物鏡對泵浦光束進行聚焦。圖2顯示了每個折射率的所得激光光譜，全部使用了4μJ/ mm 2的相同激發(fā)能量密度。

測試結果也表明波長效應同樣非常敏感。例如，當折射率從1.365增加到1.407時，出現(xiàn)了從504.35nm到505.23nm的明顯可測量的紅移現(xiàn)象。

基于激光峰值的0.22nm線寬和其他因素對數(shù)據(jù)的進一步分析顯示，該設計的總體品質(zhì)因數(shù)（FOM）為96。

該半導體納米線傳感器不僅是最近公布的使用諧振散射方法實現(xiàn)結果的24倍提升，而且其制造復雜度較低。它可以內(nèi)化到活細胞中，并感測各部分的折射率。