[發明專利]一種高效激發金屬化光纖表面增強拉曼散射的方法

有效

• 申請號: 201810092571.0
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108152267B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 梅霆;劉旻;盧凡凡;張文定
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種激發金屬化光纖表面增強拉曼散射的方法，其特征在于步驟如下：

步驟1、利用可調諧聲致光柵法在光纖中直接產生柱狀矢量光：將光纖(5)置于前物鏡(4)的光路上，前物鏡(4)的入射光路上依次設有線偏振光源(1)、帶通濾波片(2)和半波片(3)；濾模器(6)設于光纖(5)位于前物鏡(4)一端，超聲波發生器(8)的輸出端加載于光纖(5)中部，其輸入端連接射頻發生器(7)；

啟動線偏振光源(1)和射頻發生器(7)，超聲波發生器產生的超聲波耦合到光纖中傳輸，在光纖中形成線偏振光柵進行調制，通過旋轉半波片(3)以調節光源出射光的偏振方向，同時調節射頻發生器(7)的頻率直至滿足模式匹配，從而將纖芯中的矢量基模轉換為柱狀矢量光場；

步驟2、利用火焰拉錐法和光誘導化學沉積法制備金屬化光纖探針：采用火焰拉錐法在光纖(5)的一端制備光纖錐，再采用光誘導無電沉積法在錐形光纖表面鍍貴金屬，得到光纖(5)的一端的金屬化光纖探針(9)；

步驟3、利用光纖中柱狀矢量光激發金屬化光纖表面增強拉曼光譜：將金屬化光纖探針(9)豎直浸入含有被測物質的液體中，或將含有被測物質的液體或者固體粉末涂敷在金屬化光纖探針(9)表面，將具有金屬化光纖探針(9)的光纖(5)置于步驟1所述光路的前物鏡(4)光路上，金屬化光纖探針(9)前端設有后物鏡(10)，后物鏡(10)的射出光路上依次設有長波通帶邊濾波片(11)、光纖適配器(12)和拉曼光譜儀(13)；

啟動線偏振光源(1)和射頻發生器(7)，超聲波發生器產生的超聲波耦合到光纖中傳輸，在光纖中形成線偏振光柵進行調制，通過旋轉半波片(3)以調節光源出射光的偏振方向，同時調節射頻發生器7的頻率直至滿足模式匹配，從而將纖芯中的矢量基模轉換為柱狀矢量光場；金屬化光纖探針(9)的出射信號通過后物鏡(10)準直之后，被長波通帶邊濾波片(11)濾除激發光，產生的拉曼信號經光纖適配器(12)收集，被拉曼光譜儀(13)處理。

2.根據權利要求1所述激發金屬化光纖表面增強拉曼散射的方法，其特征在于：所述光纖錐的錐角為30度。

3.根據權利要求1或2所述激發金屬化光纖表面增強拉曼散射的方法，其特征在于：所述光誘導無電沉積法在錐形光纖表面金屬化的方法是：以功率小于1mW的線偏振光作為誘導光，將火焰拉錐法制備的光纖錐豎直浸入產生貴金屬的化學反應液中，通光鍍5-60min。

4.根據權利要求1所述激發金屬化光纖表面增強拉曼散射的方法，其特征在于：所述貴金屬為金，銀或銅。

5.根據權利要求1所述激發金屬化光纖表面增強拉曼散射的方法，其特征在于：所述鍍貴金屬的貴金屬層表面納米顆粒大小不超過激發光波長大小。