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      一種可變激發(fā)角的集成化等離子體增強拉曼光譜檢測裝置的制作方法

      文檔序號:11107465閱讀:來源:國知局

      技術特征:

      1.一種可變激發(fā)角的集成化等離子體增強拉曼光譜檢測裝置,其特征在于:由激光器(10)、準直透鏡(11)、窄帶濾光片(12)、可變激發(fā)角的光學機構、納米粒子和納米膜耦合SERS基底(9)、長通濾波片(13)、聚焦透鏡(14)、光纖(15)和光纖拉曼光譜儀(27)構成;

      其中,可變激發(fā)角的光學機構由位置可調高反鏡(1)、二向色鏡(4)、消色差固體浸沒透鏡組構成,可調高反鏡(1)與激光器(10)間的距離可調節(jié);消色差固體浸沒透鏡組由平凸透鏡(5)、彎月透鏡(6)、超球體(7)以及機械外殼(8)構成;位置可調高反鏡(1)的鏡面與由激光器10發(fā)出的入射激發(fā)光成45度角放置,二向色鏡(4)與位置可調高反鏡(1)的鏡面平行;平凸透鏡(5)、彎月透鏡(6)、超球體(7)共軸線安裝在機械外殼(8)內,并且軸線與入射激發(fā)光平行;

      納米粒子和納米膜耦合SERS基底(9)位于超球體(7)上表面,從下至上依次由玻璃基底(16),貴金屬納米膜(17),待測拉曼探針分子(18)和貴金屬納米粒子(19)組成;待測拉曼探針分子(18)位于貴金屬納米膜(17)和貴金屬納米粒子(19)之間的縫隙處;玻璃基底(16)與平凸透鏡(5)、彎月透鏡(6)、超球體(7)四者共同構成二級齊明透鏡組,二級齊明透鏡組的焦點位于玻璃基底(16)上表面處;

      入射激發(fā)光從激光器(10)發(fā)出,被準直透鏡(11)轉換為入射平行光;隨后該入射平行光被窄帶濾光片(12)過濾,進一步減小激光的帶寬;減小帶寬的入射平行光進一步被位置可調高反鏡(1)和二向色鏡(4)先后反射后進入消色差固體浸沒透鏡組,然后以一定角度聚焦于玻璃基底(16)的上表面處;調節(jié)可調高反鏡(1)相對于激光器(10)的位置,此時入射平行光在玻璃基底(16)上表面處的入射角隨之發(fā)生改變,當該入射角等于使貴金屬納米膜(17)發(fā)生表面等離子體共振的共振角時,位于貴金屬納米膜(17)上表面的表面等離子體被激發(fā),進一步激發(fā)出貴金屬納米粒子(19)的局域表面等離子體,貴金屬納米膜(17)和貴金屬納米粒子(19)之間的縫隙處將產生極強的局域電場共振,待測拉曼探針分子(18)受到激發(fā)輻射出拉曼信號,該拉曼信號與貴金屬納米膜17和貴金屬納米粒子(19)相互作用,再次激發(fā)出表面等離子體;再次激發(fā)出的表面等離子體將在超球體(7)一側耦合成拉曼信號,并沿著表面等離子體共振角向二級齊明透鏡組輻射;該拉曼信號過超球體(7)的球面折射第一次無相差地縮小發(fā)散角,隨后經過彎月透鏡(6)的外球面第二次無相差地縮小發(fā)散角,最終被平凸透鏡(5)轉換成平行光射出消色差固體浸沒透鏡組;出射的拉曼散射信號進一步經過長通濾波片(13)的過濾,過濾掉由于瑞利散射造成的與入射激發(fā)光波長相同的干擾信號后,被聚焦透鏡(14)收集進入光纖(15)中,進而拉曼信號被光纖(15)收集進入光纖拉曼光譜儀(27)之中進行檢測。

      2.如權利要求1所述的一種可變激發(fā)角的集成化等離子體增強拉曼光譜檢測裝置,其特征在于:可變激發(fā)角的光學機構內還包含有螺桿(2)和固定器(3),螺桿(2)與位置可調高反鏡(1)固定安裝在一起,固定器(3)將螺桿(2)與儀器外殼固定安裝在一起,通過螺桿(2)的旋轉,可以調節(jié)位置可調高反鏡(1)與激光器(10)間的距離。

      3.如權利要求1所述的一種可變激發(fā)角的集成化等離子體增強拉曼光譜檢測裝置,其特征在于:玻璃基底(16)的材質與超球體(7)相同,貴金屬納米膜(17)為金或銀膜,厚度20nm~50nm;貴金屬納米粒子(19)為金或銀,粒徑40nm~70nm;待測拉曼探針分子(18)位于貴金屬納米膜(17)和貴金屬納米粒子(19)之間的縫隙處,縫隙尺寸在0.5nm~15nm范圍內。

      4.如權利要求1所述的一種可變激發(fā)角的集成化等離子體增強拉曼光譜檢測裝置,其特征在于:待測拉曼探針分子(18)是通過物理或化學吸附的方式組裝在貴金屬納米膜(17)和貴金屬納米粒子(19)之間的縫隙處的,首先將待測拉曼探針分子(18)通過化學或物理吸附的方式組裝在貴金屬納米膜(17)表面,隨后將包含有少許貴金屬納米粒子(19)的溶液滴加于組裝了待測拉曼探針分子(18)的貴金屬納米膜(17)表面,待溶劑蒸發(fā)后,待測拉曼探針分子(18)的尺寸使貴金屬納米膜(17)和貴金屬納米粒子(19)之間的縫隙尺寸控制在0.5nm~15nm范圍內。

      5.如權利要求1所述的一種可變激發(fā)角的集成化等離子體增強拉曼光譜檢測裝置,其特征在于:待測拉曼探針分子(18)為羅丹明6G、對巰基苯胺、蘇丹紅、馬來酸或生物酶分子。

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