本發(fā)明涉及一種表面增強(qiáng)拉曼散射基底，具體涉及到倏逝場輔助表面增強(qiáng)拉曼散射，屬于光譜分析檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

表面增強(qiáng)拉曼散射是指一些分子吸附到粗糙金屬表面時，由于電磁增強(qiáng)和化學(xué)增強(qiáng)作用，使拉曼信號會顯著增強(qiáng)的現(xiàn)象。表面增強(qiáng)拉曼散射由于具有超高的靈敏度，能檢測單分子層和亞單分子層分子，而且能獲得分子結(jié)構(gòu)信息，現(xiàn)成為一項重要的現(xiàn)代檢測技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、環(huán)境、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。

在表面增強(qiáng)拉曼散射的應(yīng)用中，基底增強(qiáng)因子的高低決定了表面增強(qiáng)拉曼散射的靈敏度，因而近20年來，為了獲得高增強(qiáng)因子的表面增強(qiáng)拉曼散射基底，研究者們采用了構(gòu)筑納米尺度的基底材料、構(gòu)筑納米新結(jié)構(gòu)的基底、構(gòu)筑新的激勵方式等，其中構(gòu)筑新的激勵方式被證明是提高增強(qiáng)效應(yīng)的有效方法之一。如專利申請?zhí)枮?00510016622.4，專利名稱為表面等離子體共振與表面增強(qiáng)拉曼聯(lián)合光譜測試儀的發(fā)明專利，采用變角內(nèi)反射譜方式檢測SPR，同時在消逝場中對樣品激發(fā)得到SERS譜，可以同步在共振增強(qiáng)角度下獲得SPR譜和進(jìn)一步增強(qiáng)的SERS譜，有效提高了SERS檢測靈敏度和信噪比。如專利申請?zhí)枮?01110048305.6，專利名稱為一種長程表面等離子體激勵表面增強(qiáng)拉曼散射的方法的發(fā)明專利，采用在棱鏡底面構(gòu)筑緩沖層、金屬層和保護(hù)層，構(gòu)成長程表面等離子體共振裝置，實(shí)施例測定效果比傳統(tǒng)SERS光譜強(qiáng)度提高了10倍。如專利申請?zhí)枮?01310556481.X，專利名稱為一種基于傳導(dǎo)表面等離激元的拉曼散射基底及其應(yīng)用方法的發(fā)明專利，采用輸入光波導(dǎo)、襯底以及襯底上有限寬度的表面等離激元波導(dǎo)結(jié)構(gòu)可獲得明顯的電場增強(qiáng)效應(yīng)，而且與傳統(tǒng)表面增強(qiáng)拉曼檢測結(jié)合，可以達(dá)到拉曼信號二次增強(qiáng)效果。但這些發(fā)明方法采用的基底結(jié)構(gòu)為三棱鏡或波導(dǎo)上制備金屬層，通過光激勵產(chǎn)生等離子共振，實(shí)現(xiàn)電磁場增強(qiáng)，不足之處在于采用三棱鏡結(jié)構(gòu)需要精準(zhǔn)的激光入射，才能實(shí)現(xiàn)好的等離子共振；采用波導(dǎo)結(jié)構(gòu)需要定制波導(dǎo)，制備要求高，且消逝場比較弱，對電磁場增強(qiáng)有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于光纖倏逝場輔助表面增強(qiáng)拉曼散射基底，該基底采用在有機(jī)玻璃底上緊密排布多根D形光纖，覆蓋透明納米膜，再涂覆納米金屬膜的方式制備。該基底制備簡單，產(chǎn)生光纖倏逝場強(qiáng)，輔助傳統(tǒng)激勵，能有效增強(qiáng)拉曼散射，提高檢測靈敏度。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：基于光纖倏逝場輔助表面增強(qiáng)拉曼散射基底，包括有機(jī)玻璃層，D形光纖，輸出光纖，一分多光纖耦合器，輸入光纖，透明納米膜，納米金屬膜，有機(jī)玻璃層上刻有緊密排布的D形光纖槽，D形光纖分別粘合到D形光纖槽；所述的D形光纖為輸出光纖末端機(jī)械磨制或化學(xué)腐蝕制成；所述的輸出光纖連接一分多光纖耦合器，一分多光纖耦合器通過輸入光纖連接激光光源；所述的透明納米膜覆蓋于粘合了D形光纖的有機(jī)玻璃層上，透明納米膜上涂覆有納米金屬膜。

所述的D形光纖、輸出光纖和輸入光纖都為多模光纖。

所述的納米金屬膜的材料包含金、銀、銅、鉑等貴金屬中的一種或兩種。

所述的透明納米膜膜厚小于100nm。

所述的有機(jī)玻璃層厚度大于1mm。

本發(fā)明的有益效果為：

1.采用多根D形光纖緊密排布的方式，可以有效增強(qiáng)光纖倏逝場強(qiáng)度，且作用面寬，有益于增強(qiáng)金屬材料拉曼散射，提高檢測靈敏度。

2.采用纖芯直徑較粗的多模光纖進(jìn)行機(jī)械磨制和化學(xué)腐蝕制備D形光纖，制備方法簡單，所制備出的D形光纖強(qiáng)度高，不易折斷；表面光滑，倏逝場強(qiáng)度強(qiáng)。

3.采用納米膜隔開有機(jī)玻璃底和金屬層，可以實(shí)現(xiàn)承載D形光纖的有機(jī)玻璃底重復(fù)使用，同時適用于不同金屬層材料，應(yīng)用于不同領(lǐng)域。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明主體部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明D形光纖連接圖；

圖3為本發(fā)明僅粘合了D形光纖的示意圖；

圖4為有機(jī)玻璃D形光纖槽結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為D形光纖結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為D形光纖中光傳輸示意圖。

圖中，1為有機(jī)玻璃層，2為D形光纖槽，3為D形光纖，4為輸出光纖，5為一分多光纖耦合器，6為輸入光纖，7為透明納米膜，8為納米金屬膜。

具體實(shí)施方式

圖1，圖2中，基于光纖倏逝場輔助表面增強(qiáng)拉曼散射基底，包括有機(jī)玻璃層1，D形光纖3，輸出光纖4，一分多光纖耦合器5，輸入光纖6，透明納米膜7，納米金屬膜8。有機(jī)玻璃層1上刻有緊密排布的D形光纖槽2，D形光纖3分別粘合到D形光纖槽2；所述的D形光纖3、輸出光纖4和輸入光纖6都為多模光纖。所述的D形光纖3為輸出光纖4末端機(jī)械磨制或化學(xué)腐蝕制成；所述的輸出光纖4連接一分多光纖耦合器5，一分多光纖耦合器5通過輸入光纖6連接激光光源；所述的透明納米膜7覆蓋于粘合了D形光纖3的有機(jī)玻璃層1上，膜厚小于100nm。透明納米膜7上涂覆有納米金屬膜8。所述的納米金屬膜8的材料包含金、銀、銅、鉑等貴金屬中的一種或兩種。

圖3中，有機(jī)玻璃層1上刻有緊密排布的D形光纖槽2，D形光纖3分別粘合到D形光纖槽2上。

圖4中，有機(jī)玻璃層1按照直徑250μm，高度125μm緊密排布刻蝕D形光纖槽2，有機(jī)玻璃層1厚度大于1mm。

圖5中D形光纖3為半徑為125μm的多模光纖，D形光纖3與輸出光纖4為同一根光纖，通過對輸出光纖4末端機(jī)械磨制或化學(xué)腐蝕制成。

圖6中，D形光纖3中，由于纖芯變細(xì)，且沒有包層和涂覆層，根據(jù)倏逝波傳輸原理，D形光纖3上表面會形成倏逝場。

實(shí)施例

基于光纖倏逝場輔助表面增強(qiáng)拉曼散射基底，包括有機(jī)玻璃層1，D形光纖3，輸出光纖4，一分多光纖耦合器5，輸入光纖6，透明納米膜7，納米金屬膜8。有機(jī)玻璃層1厚度為2mm，采用刻槽機(jī)械在有機(jī)玻璃層1表面刻上直徑250μm，高度125μm緊密排布的D形光纖槽2。選取總直徑250μm，纖芯直徑60μm，纖芯+包層直徑125μm的多模光纖，采用機(jī)械磨制或化學(xué)腐蝕成D形光纖3，長度為有機(jī)玻璃層1上D形光纖槽2的長度。D形光纖3和輸出光纖4為同根光纖，未機(jī)械磨制或化學(xué)腐蝕的輸出光纖4連接一分多光纖耦合器5，一分多光纖耦合器5通過輸入光纖6連接激光光源。將D形光纖3粘合到D形光纖槽2內(nèi)，而后涂覆透明納米膜7，考慮倏逝場透射深度，透明納米膜7膜厚小于100nm。最后在透明納米膜7上涂覆包含金、銀、銅、鉑等貴金屬中的一種或兩種的納米金屬膜8。

基于光纖倏逝場輔助表面增強(qiáng)拉曼散射基底輔助增強(qiáng)方式：基底制備完畢后，使用本發(fā)明基底時，除了傳統(tǒng)上表面激光激發(fā)納米金屬膜8以外，通入激光的D形光纖3透射出倏逝場同時激發(fā)納米金屬膜8，增強(qiáng)拉曼信號強(qiáng)度。