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提高光子晶体光纤表面增强拉曼散射效率的偏置入射法

更新时间:2016-09-30 作者: 该文章已被浏览162次

    吸附在粗糙化金属表面的化合物由于表面局域等离子激元被激发所引起的电磁增强,以及粗糙表面上的原子簇及吸附其上的分子构成拉曼增强的活性点,这两者的作用使被测定物的拉曼散射产生极大的增强效应。基于光子晶体光纤的表面增强拉曼散射(SERS)技术是目前最具潜力的分子光谱分析手段之一,因其能提供极高的灵敏度,在生物化学、医疗、环境、工程等领域备受关注并成为研究热点。

     光电信息学院光通信与光网络系夏历副教授领导的研究组在承担科技部第五期中国-新加坡科技合作项目的基础上,派遣中方博士生张雅婷同学加入到新加坡合作单位开展项目合作研究工作,利用特殊设计的光子晶体光纤结构和表面增强拉曼效应,探索光纤局域场与待测目标场之间的相互作用机理,在这项工作中提出了一种能够提高实芯光子晶体光纤SERS传感灵敏度的新方法:激光偏置入射法。相比传统的中心入射方式,激光的偏置入射能带来更强的SERS信号。我们发现当样品浓度降低至0.1mM时,中心入射对应的拉曼信号已经淹没于噪声中,而偏置入射模式仍能提供清晰可辨的SERS谱线,说明偏置入射的方法能大幅改善传感器的性能。研究工作主要特色如下:

    1)我们首次在光子晶体光纤气孔内壁实现了多层金属纳米颗粒的沉积工艺,并提供了良好的SERS传感介质;

    2)对于采用的实芯光子晶体光纤SERS传感器,激光的偏置入射能带来比中心入射更高的拉曼散射效率,从而为提升SERS传感器的性能开辟了新途径。

     该项工作的得到了科技部中新合作项目“用于消化道病变检测的纳米微结构光纤内窥传感技术研究”(课题编号:2009DFA12640)的资助。该研究成果发表于Plasmonics (2013) 8:209-215,影响因子3.0。(夏历 供稿)

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