《亞波長多懸掛芯SERS微納結構光纖探針的最佳化設計與製備》是依託深圳大學，由耿優福擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：亞波長多懸掛芯SERS微納結構光纖探針的最佳化設計與製備
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：耿優福
- 依託單位：深圳大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
微結構光纖表面增強拉曼探針是近年來光纖拉曼探針向微納結構、精細化縱深發展的典範，在表面分析、催化作用、生物醫學感測、痕量檢測與分析等領域具有重要套用潛力。本項目針對普通微結構光纖探針中倏逝場功率過低、測量過程需要添加金屬納米顆粒的標記性測量問題，我們提出一種最佳化的雙包層亞波長多懸掛芯微納結構光纖模型，並以此為基礎製作表面增強拉曼光纖探針。理論上，研究倏逝場功率因子隨亞波長多懸掛芯微納光纖結構的變化規律；實驗上，研究表面增強拉曼光纖探針中金屬納米顆粒的高效組裝方法、拉曼信號光的激發與收集。最終解決微納結構光纖的模型設計、低損耗傳輸及金屬納米顆粒的高效組裝等關鍵問題，製作出具有低損耗、高倏逝場、高增益的表面增強拉曼微納光纖探針，為拉曼光譜的有效獲取提供一種新手段、新方法。
結題摘要
表面增強拉曼散射是指分子吸附到某些金屬納米結構基底的表面時，分子的拉曼信號顯著增強的現象，是雷射拉曼光譜套用到表面科學研究的探索中所發現的異常表面光學現象。在本項目中：a、我們通過數值分析方法，研究了不同形貌和尺寸的金屬納米顆粒的吸收和散射特性。對雙懸芯微結構光纖的雙折射率、感測損耗及模場分布情況進行了仿真，利用COMSOL有限元方法研究了多懸掛芯微結構光纖的低損耗傳輸視窗，填充不同折射率時，傳輸視窗、傳輸損耗及模場分布情況進行了研究。b、實驗上，利用光誘導還原方法在飛秒燒蝕的光纖表面生長出了銀納米顆粒，並通過光誘導還原方法生長出三角板形銀納米顆粒，對雙懸芯微結構光纖、亞波長多懸芯微結構光纖SERS探針進行了製備，並對其感測性能進行了研究，實現了低濃度R6G溶液測量。c、我們利用飛秒燒蝕的方法製作出了PMMA光纖SERS感測器，該感測器具有很好的柔韌性，同時，加工的光柵結構可以提高SERS信號強度4－5倍。d、我們製作了一種靈敏度增強的U型光纖SERS感測器，相對於較多文獻報導的單一光纖端面的SERS感測器，本感測器一方面增加的SERS活性區域、提高了信號光的收集效率。e、利用飛秒雷射製作了微型D型光纖SERS感測器，該感測器體積小、結構緊湊、使用靈活、較大的基底面積等優點，實現了對若丹明6G染料分子的高靈敏實時原位檢測。強的SERS增強效果對分析工作者來說也就意味著更低的目標分子檢測限和更高的靈敏度，本項目製作的光纖SERS探針，具有體積小、結構緊湊、使用靈活，可以廣泛套用於拉曼光譜測量，在物質表面研究、化學藥品痕量分析、食品非法添加劑檢測及生物醫學感測方面研究具有重要的科學意義和實際價值。
