基于纳米颗粒表面增强拉曼效应的光子晶体光纤探针

本项目结合目前国际上两个研究热点：光子晶体光纤（PCF）和金属纳米颗粒表面增强拉曼效应（SERS），实现一种全新的、基于金属纳米颗粒表面增强拉曼效应的光子晶体光纤探针。目前纳米技术能够提供多种用于表面增强拉曼效应的金属纳米颗粒，可将被测样品的拉曼信号增强6~15个量级。我们首次提出利用金属纳米颗粒和空芯光子晶体光纤制备具有SERS活性的光子晶体光纤探针，相比普通阶跃光纤探针，它直接利用了导波模场而非消逝场作用于待测样品，因此大幅增加了激光的利用效率，提高了探测拉曼信号的灵敏度，同时它具有更大的SERS活性面积，并且降低了由光纤材料产生的背景噪声。光子晶体光纤SERS探针可以实现纳升(nanoliter)量级的微量液体样品测量，制作工艺简单。本项目研制的基于金属纳米颗粒表面增强拉曼效应的光子晶体光纤探针在生命科学、环境探测、食品安全和国防等领域具有潜在的应用价值。