[發(fā)明專利]光纖探針的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610061853.1
• 申請日: 2006-07-28
• 公開（公告）號: CN101113953A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 姚湲;范守善
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學;鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光纖探針的制造方法，尤其涉及一種用于探測拉曼信號的光纖探針的制造方法。

背景技術(shù)

表面拉曼光譜在表面科學、材料科學等領(lǐng)域的各種研究技術(shù)中占有重要地位，其中，表面增強拉曼散射(Surface?Enhanced?Raman?Scattering，簡稱SERS)技術(shù)因具有獨特的、極高的靈敏度，可使得在某些金屬表面的物質(zhì)的拉曼散射信號異常地增強幾個至十幾個數(shù)量級，因此受到廣泛關(guān)注。二十余年來的表面增強拉曼散射實驗及理論研究表明，上述異常現(xiàn)象不但與表面科學而且與納米科學密切相關(guān)，存在許多亟待于深入研究的重要科學問題。近年來，新一代高靈敏度的共焦顯微拉曼譜儀的出現(xiàn)，使得表面拉曼光譜取得一些突破性進展，其中單分子的表面增強拉曼散射譜的獲得可稱為該領(lǐng)域的一重要突破。其中，人們利用表面增強拉曼光譜方法檢測到單分子吸附在單個金屬銀納米顆粒上的高質(zhì)量表面增強拉曼散射譜圖，其增強因子高達1014(即放大倍數(shù)達到百萬億倍)，這被認為是目前單分子科學的最重要的研究方法之一。這種技術(shù)的靈敏度高，可以用來探測溶液或者氣體中的微量分子，因此具有廣闊的應用前景。

目前常用的一種將表面增強拉曼技術(shù)實用化的方法為將表面增強拉曼技術(shù)與光纖技術(shù)相結(jié)合用于探測拉曼信號。如圖4所示，傳統(tǒng)的光纖探針系統(tǒng)30為將光纖32的一端鍍上金屬薄膜或者顆粒作為探測端322，另一端作為測量端324。分子吸附在探測端322的金屬薄膜或者顆粒上，在激光34的照射下會產(chǎn)生增強的拉曼散射，散射的光信號經(jīng)過光纖32傳導到測量端324，光譜分析設備36可以在測量端獲取并分析拉曼信號。這樣光纖的探測端可以方便的插入各種待測樣品38中，無需把樣品38放到光譜分析設備36的專用樣品臺上，提高了探測效率，而且有利于設計結(jié)構(gòu)緊湊，集成度高的拉曼探測設備。但是，該光纖探針30中僅用光線作為探測和傳導表面增強拉曼散射信號探頭，激發(fā)表面增強拉曼散射信號的激光34需要從別的光通路照射到需要檢驗的樣品38上面，因此整個探測系統(tǒng)就需要兩套光路，結(jié)構(gòu)比較復雜，不利于小型化發(fā)展。

為克服以上缺點，一種單光纖探針系統(tǒng)40被設計出來，請參閱圖5。該光纖探針40中激發(fā)光和散射光可同時在光纖42中傳導。激發(fā)光源44發(fā)出的光線依次經(jīng)過半透半反鏡442，反射鏡444反射后通過聚焦透鏡46聚焦后從測量端424進入光纖42，在光纖42內(nèi)部傳導到光纖的探測端422從而照射樣品48。探測端422的拉曼散射信號經(jīng)過光纖42再傳導到測量端424，經(jīng)過聚焦透鏡46、反射鏡444和半透半反鏡442后再進入光譜分析設備52。該單光纖探針40雖可以達到設備緊湊的目的，但是其與傳統(tǒng)的光纖探針30一樣，其光纖42的探測端422表面的金屬顆粒或者薄膜通常是用物理或者電化學的方法包裹上去，具體包括電鍍、蒸鍍或者濺射法等。通常，這些方法需要在真空腔體中或在電解液中進行，而且很多時候需要對光纖進行加熱處理，以提高顆粒或者薄膜的附著性以及表面的粗造程度。因此，這些方法費時費力，而且會對光纖的傳輸性能有影響，不利于實際應用。

因此，本發(fā)明有必要提供一種簡單的制備光纖探針的方法，其在制備過程不需要任何加熱和真空設備，操作簡單，且制作得到的光纖探針同樣可以獲得增強的拉曼光譜散射信號。

發(fā)明內(nèi)容

以下，將以若干實施例說明一種簡單的制備光纖探針的方法，其在制備過程不需要任何加熱處理和真空設備，操作簡單，且制作得到的光纖探針同樣可以獲得增強的拉曼光譜散射信號。

一種光纖探針的制造方法，其包括以下步驟：提供一光纖，其具有同軸設置的芯部與保護層；去除光纖一端的保護層并露出芯部；將露出的芯部浸入酸性溶液中腐蝕形成預定形狀的探測端；形成一金屬層于探測端表面。

金屬層的形成方法包括以下步驟：將光纖探測端浸入金屬膠體溶液中；蒸發(fā)溶劑。

金屬層的形成方法包括以下步驟：將金屬膠體溶液滴在探測端表面；蒸發(fā)溶劑。

在形成金屬層以前可預先將光纖探測端浸入堿性溶液中。

該金屬層的材料為金、銀、銅或鉑。

該酸性溶液為氫氟酸或氟氨酸。

該堿性溶液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、碳酸納、碳酸鉀、碳酸鈣、碳酸氫納、碳酸氫鉀或碳酸氫鈣。

該金屬層的厚度為1～100納米。

探測端可通過酸性溶液腐蝕為圓柱體或錐體。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述的光纖探針的制造方法無需任何加熱設備，且整個過程無需在真空環(huán)境中進行，操作容易，設備簡單，易于實際應用。

附圖說明