基于内镀金属空芯光纤的增强拉曼检测研究

发布时间：2025-02-05 18:43

　　快速检测和识别化学物质在食品安全、药物监测、工业废水排放等很多领域都有很重要的作用,实现化学物质的现场实时检测是维护公共安全的重要保障。然而现有的很多检测方法的设备体积庞大、价格昂贵,只适合在实验室中使用,而且对环境要求很高,如色谱法、质谱法、红外光谱法等等。所以本文选用了被认为是物质的“指纹谱”的拉曼光谱检测方法,该方法可以实现物质光谱的快速检测,不需要对样品进行预处理,不会损坏样品,且水的拉曼信号很弱,非常适合用于液体样品的检测。然而拉曼信号本身是非常微弱的,这一缺点限制了拉曼检测的应用,前人采用表面增强拉曼光谱、针尖增强拉曼光谱等方法增强拉曼信号,但是这些方法不适合快速检测,而且不能进行多次检测,会导致样品的交叉污染,任何杂质的存在都会严重影响拉曼散射信号。内镀金属空芯光纤很好地解决了上述问题,该光纤的空芯孔径较大,可以实现样品的快速切换,还可以同时传输激励光和样品,增大光物相互作用的体积,提高拉曼信号的收集效率。而空芯光子晶体光纤的的空芯孔径较小,只有几微米,需要很大的压强才能将样品注入空芯孔内,而且样品的折射率与空气不同,会影响光在空芯光子晶体光纤内的传输。本文首先基于空芯光纤...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１瑞利散射和拉曼散射能级图??

等具体情况［１６］，所以拉曼光谱可以应用于对各种化合物进行定性和定量的分析。??当单色光照射到分子上时，会产生两种形式的光散射。一种是弹性散射，其??光频率或者说波长和能量没有发生变化，被称为瑞利散射，如图１－１所示，五０是??基态，私是振动激发态，处于基态的分子受到入射光的激发....

图１－２相干反斯托克斯拉曼散射能级图丨２７｜??

有三维切片功能的振动成像。ＣＡＲＳ是一种非线性检测技术，基于在目标分子上??诱导相干拉曼，两束激光被第三束激光探测，在相位匹配的方向上产生频率蓝移??的相干信号。这种现象可以在一些公式的基础上进行解释，如图１－２所示，入射??光由两束重叠的相干单色光组成，频率分别为Ｗｐｌ和（叫＾....

图１－３腔增强拉曼光谱装置示意图［２９】??１．３．４强

ＳＥＲＳ拉曼信号的增强主要是因为金属表面的场增强，也有一部分增强是由于??电荷转移增强，即金属和分子间电荷转移引起的共振拉曼效应［３４］。对于正常拉曼??散射，如图１－４?（ａ）所示，总的斯托克斯拉曼信号和拉曼散射截面激??励光光强／（Ｖｉ）、探测体积内的分子数７Ｖ成正比，由于拉....

图１－４正常拉曼散射和表面增强拉曼散射的原理对比图

第一章绪论??图１－４?（ｂ）所示，分子被吸附在金属纳米结构上，表面增强斯托克斯拉曼信号??和吸附的分子拉曼散射截面、激励光光强／（ＶＡ）、吸附的分子数ｊＶ’成正比，ＴＶ’??可以小于ＴＶ。Ｊ（Ｖ１）和Ｊ（ｖｓ）分别代表激光和斯托克斯光场增强系数，表面增强拉曼??信号和场增强系数....

本文编号：4030279