一种长程表面等离子体激励表面增强拉曼散射的方法技术

本发明专利技术涉及一种能够通过长程表面等离子体方式激励表面增强拉曼散射的光谱方法。其首先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(LRSPR)装置。然后将具有多层结构的LRSPR装置置于激光光源照射下，调整激光光源入射角度达到长程表面等离子体共振角。在这一特定的入射方向下，产生长程表面等离子体共振使得金属表面的电磁场增强，从而完成对样品层内的更深区域的被检测物的表面增强拉曼散射的激励(激发)过程。因长程效应具有更深的穿透效果，使得在金属层表面构筑保护层成为可能。这样可将传感膜的材质从化学性质惰性的金、铂变成价格更为低廉、怕被氧化、增强效果更佳的银膜。这种基于长程SPR机理的SERS检测方法具有非常大的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光谱分析检测
，具体涉及一种能够通过长程表面等离子体方式激励表面增强拉曼散射的光谱技术，用于提升表面增强拉曼散射信号的光谱质量、提高分析检测的灵敏度。
技术介绍
表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)是指在金属纳米材料和结构上获得增强达IO4-IOw的拉曼信号。目前，人们普遍认为SERS的物理增强主要源于表面等离子体共振(surface-plasmon resonance ；SPR)。表面等离子体(Surface Plasmon,SP)实质上是与导体表面的自由电子相互作用而被捕捉在表面的光波。入射光迫使导体表面自由电子形成集体振动，当集体振动频率与入射光频率一致时形成共振，称为表面等离子体共振(SPR)。表面等离子体共振可以使金属表面的电场增强。当被检测分子位于局域增强的电场下，分子就会被表面等离子体耦合产生的增强电磁激发出较强的拉曼散射。传统的sra结构是在棱镜底面镀一层金属膜，形成由棱镜/金属层/样品构成的多层膜体系。共振角下，金属/样品界面的电场强度可增加10-40倍。与本专利密切相关的专利(本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种长程表面等离子体激励表面增强拉曼散射的方法，其步骤如下：Ａ、在棱镜（４）的底面上制备厚度范围为３００ｎｍ～２０００ｎｍ的缓冲层（５），缓冲层（５）的折射率小于棱镜（４）的折射率；Ｂ、在该缓冲层（５）上制备厚度为１５ｎｍ～５０ｎｍ的金属层（６）；Ｃ、在该金属层（６）上制备非必需的、厚度为２０ｎｍ～５００ｎｍ的保护层，保护层的折射率小于棱镜的折射率；Ｄ、在该保护层上制备厚度为１ｎｍ～２ｍｍ的样品层（７）；Ｅ、使激光入射光束（１）射入棱镜（４），入射光束（１）在棱镜（４）与缓冲层（５）的界面上分解为反射光束（２）和透射光束（３）两部分，反射光束（２）经棱镜（４）后被光强检测仪（１２）所检测，...

【技术特征摘要】
1.一种长程表面等离子体激励表面增强拉曼散射的方法，其步骤如下A、在棱镜(4)的底面上制备厚度范围为300nm 2000nm的缓冲层(5)，缓冲层(5)的折射率小于棱镜(4)的折射率；B、在该缓冲层(5)上制备厚度为15nm 50nm的金属层(6)；C、在该金属层(6)上制备非必需的、厚度为20nm 500nm的保护层，保护层的折射率小于棱镜的折射率；D、在该保护层上制备厚度为Inm 2mm的样品层(7)；E、使激光入射光束⑴射入棱镜(4)，入射光束⑴在棱镜(4)与缓冲层(5)的界面上分解为反射光束(2)和透射光束(3)两部分，反射光束(2)经棱镜(4)后被光强检测仪 (12)所检测，透射光束(3)进入缓冲层(5)；F、透射光束(3)穿过缓冲层(5)后在金属层(6)的上下两个界面上激发出表面等离子体并互相偶合形成长程表面等离子体(8)；调整入射光束(1)相对于棱镜(4)与缓冲层(5) 间界面的夹角，使从棱镜底面反射回来的反射光束(2)的强度最小，此时长程表面等离子体(8)在沿与界面平行的X轴方向的波失与透射光束(3)在X轴方向上的波失分量相等， 从而使长程表面等离子体(8)和透射光束(3)产生共振，共振时金属层(6)与样品层(7) 交界处的电磁场强度急剧增强；增强的电磁场激发样品层(7)中更深区域的样品分子产生表面增强拉曼散射信号9)，从而由拉曼光谱检测器(10)对表面增强拉曼散射信号(9)进行检测。2.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐蔚青，刘钰，徐抒平，赵冰，周向华，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：82