The invention discloses an optical fiber surface enhanced Raman probe based on surface plasmon effect and a manufacturing method thereof. The structure of the invention is that a layer of periodic metal structure is attached to the end surface of the grinding fiber. The steps include: a PS microsphere array on a substrate, partially etched and coated with a metal film on the top of the PS microsphere to form a hemispherical metal structure. Then the polymer is coated on its surface and solidified to remove the substrate. The obtained film is solidified with the end of the fiber, and the PS microspheres are completely removed after curing, and the RIE is etched to regulate the metal. The geometric size of the structure is consistent with the wavelength of the excitation laser, and the metal hemispherical array is left at the top of the optical fiber. The samples are adsorbed on the surface of the metal hemispherical array. The light source is coupled into the fiber from one end of the fiber, and the metal structure is irradiated from the optical fiber. The laser produces the measurable Raman signal under the metal structure. After the optical fiber collection, the output is analyzed by the spectrograph from the other end. The invention has simple structure and is suitable for processing production.
【技术实现步骤摘要】
基于表面等离激元效应的光纤表面增强拉曼探针及其制作方法
本专利技术涉及一种基于表面等离激元效应的光纤表面增强拉曼探针及其制作方法,属于光化学传感器
技术介绍
在传统的拉曼光谱光谱分析中,对于液体、薄膜和粉末等样品,可以不需特殊的样品处理即可得到满意的光谱图,但对一些不均匀的样品或不便于直接取样的样品,需要光纤拉曼探头。经光纤拉曼探头收集拉曼散射信号,通过光纤将信号传到检测器得到拉曼光谱。微量检测,可重复检测。局部组织内检测。光纤在拉曼光谱中的应用,极大地简化了传统光谱方法的光学系统,提高了光谱仪器的测量范围,特别适用于遥测技术,使得在线分析、实时分析、活体分析、现场监测、多点测量等成为可能。SERS(表面增强拉曼散射)信号是空间取向无关的,与常规的拉曼信号是一致的,因此可以通过改变收集光纤的角度,使激发信号和收集信号的光效率最大化,便可以减少由于光纤拉曼散射引起的背景干扰。目前学术界普遍认同的SERS机理主要有物理增强机理和化学增强机理两类。物理增强又称为电磁增强,认为SERS效应来源于金属表面局域电场的增强,分子和金属基底之间只有物理性吸附几乎没有相互作用,这样就决定了增强因子只与金属基底状态有关,对吸附分子没有选择性。电磁增强模型主要有表面等离子共振体模型、天线共振子模型和镜像场模型。这些模型不同之处体现在各自对局域电场增强的具体机制有所不同。化学增强机理认为分子吸附在粗糙金属纳米颗粒表面时,表面纳米颗粒等离子体与吸附分子两者之间发生了电荷转移或者较强的化学作用,引起金属纳米颗粒的极化率发生变化,大大地影响或改变了金属表面纳米颗粒作为等离子体 ...
【技术保护点】
1.一种基于表面等离激元效应的光纤表面增强拉曼探针,其特征在于,包括光纤,所述光纤的一端连接有金属纳米波导阵列,另一端通过耦合器连接光源和光谱检测设备;所述光纤将光源产生的入射光导向所述金属纳米波导阵列,在所述金属纳米波导阵列的表面形成表面等离激元效应;所述金属纳米波导阵列置于待测样品中,其表面吸附待测样品的分子;所述入射光照射所述待测样品的分子后产生的散射光由所述光纤导向所述耦合器,然后由所述光谱检测设备测出拉曼光谱。
【技术特征摘要】
1.一种基于表面等离激元效应的光纤表面增强拉曼探针,其特征在于,包括光纤,所述光纤的一端连接有金属纳米波导阵列,另一端通过耦合器连接光源和光谱检测设备;所述光纤将光源产生的入射光导向所述金属纳米波导阵列,在所述金属纳米波导阵列的表面形成表面等离激元效应;所述金属纳米波导阵列置于待测样品中,其表面吸附待测样品的分子;所述入射光照射所述待测样品的分子后产生的散射光由所述光纤导向所述耦合器,然后由所述光谱检测设备测出拉曼光谱。2.根据权利要求1所述的一种基于表面等离激元效应的光纤表面增强拉曼探针,其特征在于,所述金属纳米波导阵列为半球形金属阵列,半球形金属之间间距可控,谐振波长与所述入射光的波长一致。3.根据权利要求1所述的一种基于表面等离激元效应的光纤表面增强拉曼探针,其特征在于,...
【专利技术属性】
技术研发人员:倪海彬,葛璐,潘超,周盈,常建华,王婷婷,葛益娴,
申请(专利权)人:南京信息工程大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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