基于光纤倏逝场辅助表面增强拉曼散射基底制造技术

本发明专利技术公开了基于光纤倏逝场辅助表面增强拉曼散射基底，包括有机玻璃层，D形光纤，输出光纤，一分多光纤耦合器，输入光纤，透明纳米膜，纳米金属膜。有机玻璃层上刻有紧密排布的D形光纤槽，D形光纤分别粘合到D形光纤槽；所述的D形光纤为输出光纤末端机械磨制或化学腐蚀制成；所述的输出光纤连接一分多光纤耦合器，一分多光纤耦合器通过输入光纤连接激光光源；所述的透明纳米膜覆盖于粘合了D形光纤的有机玻璃层上，透明纳米膜上涂覆有纳米金属膜。该基底采用在有机玻璃底上紧密排布多根D形光纤，覆盖透明纳米膜，再涂覆纳米金属膜的方式制备。该基底制备简单，产生光纤倏逝场强，能有效辅助增强拉曼散射，提高检测灵敏度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种表面增强拉曼散射基底，具体涉及到倏逝场辅助表面增强拉曼散射，属于光谱分析检测

技术介绍
表面增强拉曼散射是指一些分子吸附到粗糙金属表面时，由于电磁增强和化学增强作用，使拉曼信号会显著增强的现象。表面增强拉曼散射由于具有超高的灵敏度，能检测单分子层和亚单分子层分子，而且能获得分子结构信息，现成为一项重要的现代检测技术，被广泛应用于医药、环境、农业等领域。在表面增强拉曼散射的应用中，基底增强因子的高低决定了表面增强拉曼散射的灵敏度，因而近20年来，为了获得高增强因子的表面增强拉曼散射基底，研究者们采用了构筑纳米尺度的基底材料、构筑纳米新结构的基底、构筑新的激励方式等，其中构筑新的激励方式被证明是提高增强效应的有效方法之一。如专利申请号为200510016622.4，专利名称为表面等离子体共振与表面增强拉曼联合光谱测试仪的专利技术专利，采用变角内反射谱方式检测SPR，同时在消逝场中对样品激发得到SERS谱，可以同步在共振增强角度下获得SPR谱和进一步增强的SERS谱，有效提高了SERS检测灵敏度和信噪比。如专利申请号为201110048305.6，专利名称为一种长程表面等离子体激励表面增强拉曼散射的方法的专利技术专利，采用在棱镜底面构筑缓冲层、金属层和保护层，构成长程表面等离子体共振装置，实施例测定效果比传统SERS光谱强度提高了10倍。如专利申请号为201310556481.X，专利名称为一种基于传导表面等离激元的拉曼散射基底及其应用方法的专利技术专利，采用输入光波导、衬底以及衬底上有限宽度的表面等离激元波导结构可获得明显的电场增强效应，而且与传统表面增强拉曼检测结合，可以达到拉曼信号二次增强效果。但这些专利技术方法采用的基底结构为三棱镜或波导上制备金属层，通过光激励产生等离子共振，实现电磁场增强，不足之处在于采用三棱镜结构需要精准的激光入射，才能实现好的等离子共振；采用波导结构需要定制波导，制备要求高，且消逝场比较弱，对电磁场增强有限。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于光纤倏逝场辅助表面增强拉曼散射基底，该基底采用在有机玻璃底上紧密排布多根D形光纤，覆盖透明纳米膜，再涂覆纳米金属膜的方式制备。该基底制备简单，产生光纤倏逝场强，辅助传统激励，能有效增强拉曼散射，提高检测灵敏度。本专利技术采用的技术方案为：基于光纤倏逝场辅助表面增强拉曼散射基底，包括有机玻璃层，D形光纤，输出光纤，一分多光纤耦合器，输入光纤，透明纳米膜，纳米金属膜，有机玻璃层上刻有紧密排布的D形光纤槽，D形光纤分别粘合到D形光纤槽；所述的D形光纤为输出光纤末端机械磨制或化学腐蚀制成；所述的输出光纤连接一分多光纤耦合器，一分多光纤耦合器通过输入光纤连接激光光源；所述的透明纳米膜覆盖于粘合了D形光纤的有机玻璃层上，透明纳米膜上涂覆有纳米金属膜。所述的D形光纤、输出光纤和输入光纤都为多模光纤。所述的纳米金属膜的材料包含金、银、铜、铂等贵金属中的一种或两种。所述的透明纳米膜膜厚小于100nm。所述的有机玻璃层厚度大于1mm。本专利技术的有益效果为：1.采用多根D形光纤紧密排布的方式，可以有效增强光纤倏逝场强度，且作用面宽，有益于增强金属材料拉曼散射，提高检测灵敏度。2.采用纤芯直径较粗的多模光纤进行机械磨制和化学腐蚀制备D形光纤，制备方法简单，所制备出的D形光纤强度高，不易折断；表面光滑，倏逝场强度强。3.采用纳米膜隔开有机玻璃底和金属层，可以实现承载D形光纤的有机玻璃底重复使用，同时适用于不同金属层材料，应用于不同领域。附图说明下面结合附图及具体实施方式对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术主体部分结构示意图；图2为本专利技术D形光纤连接图；图3为本专利技术仅粘合了D形光纤的示意图；图4为有机玻璃D形光纤槽结构示意图；图5为D形光纤结构示意图；图6为D形光纤中光传输示意图。图中，1为有机玻璃层，2为D形光纤槽，3为D形光纤，4为输出光纤，5为一分多光纤耦合器，6为输入光纤，7为透明纳米膜，8为纳米金属膜。具体实施方式图1，图2中，基于光纤倏逝场辅助表面增强拉曼散射基底，包括有机玻璃层1，D形光纤3，输出光纤4，一分多光纤耦合器5，输入光纤6，透明纳米膜7，纳米金属膜8。有机玻璃层1上刻有紧密排布的D形光纤槽2，D形光纤3分别粘合到D形光纤槽2；所述的D形光纤3、输出光纤4和输入光纤6都为多模光纤。所述的D形光纤3为输出光纤4末端机械磨制或化学腐蚀制成；所述的输出光纤4连接一分多光纤耦合器5，一分多光纤耦合器5通过输入光纤6连接激光光源；所述的透明纳米膜7覆盖于粘合了D形光纤3的有机玻璃层1上，膜厚小于100nm。透明纳米膜7上涂覆有纳米金属膜8。所述的纳米金属膜8的材料包含金、银、铜、铂等贵金属中的一种或两种。图3中，有机玻璃层1上刻有紧密排布的D形光纤槽2，D形光纤3分别粘合到D形光纤槽2上。图4中，有机玻璃层1按照直径250μm，高度125μm紧密排布刻蚀D形光纤槽2，有机玻璃层1厚度大于1mm。图5中D形光纤3为半径为125μm的多模光纤，D形光纤3与输出光纤4为同一根光纤，通过对输出光纤4末端机械磨制或化学腐蚀制成。图6中，D形光纤3中，由于纤芯变细，且没有包层和涂覆层，根据倏逝波传输原理，D形光纤3上表面会形成倏逝场。实施例基于光纤倏逝场辅助表面增强拉曼散射基底，包括有机玻璃层1，D形光纤3，输出光纤4，一分多光纤耦合器5，输入光纤6，透明纳米膜7，纳米金属膜8。有机玻璃层1厚度为2mm，采用刻槽机械在有机玻璃层1表面刻上直径250μm，高度125μm紧密排布的D形光纤槽2。选取总直径250μm，纤芯直径60μm，纤芯+包层直径125μm的多模光纤，采用机械磨制或化学腐蚀成D形光纤3，长度为有机玻璃层1上D形光纤槽2的长度。D形光纤3和输出光纤4为同根光纤，未机械磨制或化学腐蚀的输出光纤4连接一分多光纤耦合器5，一分多光纤耦合器5通过输入光纤6连接激光光源。将D形光纤3粘合到D形光纤槽2内，而后涂覆透明纳米膜7，考虑倏逝场透射深度，透明纳米膜7膜厚小于100nm。最后在透明纳米膜7上涂覆包含金、银、铜、铂等贵金属中的一种或两种的纳米金属膜8。基于光纤倏逝场辅助表面增强拉曼散射基底辅助增强方式：基底制备完毕后，使用本专利技术基底时，除了传统上表面激光激发纳米金属膜8以外，通入激光的D形光纤3透射出倏逝场同时激发纳米金属膜8，增强拉曼信号强度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于光纤倏逝场辅助表面增强拉曼散射基底，包括有机玻璃层，D形光纤，输出光纤，一分多光纤耦合器，输入光纤，透明纳米膜，纳米金属膜，其特征在于，有机玻璃层上刻有紧密排布的D形光纤槽，D形光纤分别粘合到D形光纤槽；所述的D形光纤为输出光纤末端机械磨制或化学腐蚀制成；所述的输出光纤连接一分多光纤耦合器，一分多光纤耦合器通过输入光纤连接激光光源；所述的透明纳米膜覆盖于粘合了D形光纤的有机玻璃层上，透明纳米膜上涂覆有纳米金属膜。

【技术特征摘要】
1.基于光纤倏逝场辅助表面增强拉曼散射基底，包括有机玻璃层，D形光纤，输出光纤，一分多光纤耦合器，输入光纤，透明纳米膜，纳米金属膜，其特征在于，有机玻璃层上刻有紧密排布的D形光纤槽，D形光纤分别粘合到D形光纤槽；所述的D形光纤为输出光纤末端机械磨制或化学腐蚀制成；所述的输出光纤连接一分多光纤耦合器，一分多光纤耦合器通过输入光纤连接激光光源；所述的透明纳米膜覆盖于粘合了D形光纤的有机玻璃层上，透明纳米膜上涂覆有纳米金属膜。2.根据权利要求1所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁培，吴燕雄，黄杰，舒海波，白阳，徐碧洁，曹艳亭，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33