[发明专利]光器件、分析装置及分光方法

说明书

技术领域

本发明涉及光器件、分析装置及分光方法等。

背景技术

近年来，医疗诊断或饮食的检测等所使用的传感器的需求正在增大，从而渴望开发高灵敏度且小型的传感器。为了满足这样的要求，正在研讨有以电化学的方法为代表的各种类型的传感器。其中，根据可集成化、低成本、不选择测定环境等理由，越来越倾向于使用表面等离子体共振的传感器。

例如，在专利文献1中，公开有利用由在表面上固定有金属微粒的基板的局域表面等离子体共振来提高传感器灵敏度的方法。

专利文献1：日本特开2000-356587号公报

专利文献2：日本特开2007-10648号公报

专利文献3：日本特开2009-250951号公报

在利用由表面等离子体共振引起的电场增强来增强拉曼散射的强度，并使目标物的传感检测的灵敏度提高的情况下，其电场增强度通过激发波长中的电场增强度和拉曼散射波长中的电场增强度的乘积来决定。因而，为了传感检测的高灵敏度化，需要使激发波长中的电场增强度和拉曼散射波长中的电场增强度同时提高。

例如，在上述专利文献1的方法中，由于很难使金属微粒的尺寸和排列均等，所以在共振波长中也产生有波动，从而吸光光谱(absorbance spectrum)的幅度变宽。此外，也只产生有一个共振峰值。因此，例如，在传感检测稀薄的目标物的用途中，导致难以在激发波长和拉曼散射波长这两波长中获得充分的电场增强度。

另外，在专利文献2中，公开有具有在长波长侧进行位移的共振峰值和在短波长侧进行位移的共振峰值的局域等离子体共振传感器的技术。此外，在专利文献3中，公开有为了可与多个波长共振，通过多个共振区域构成有微小共振器的电场增强器件的技术。

发明内容

根据本发明的几个实施方式，可以提供能提高激发波长中的电场增强度和拉曼散射波长中的电场增强度的光器件、分析装置及分光方法等。

本发明第一方面涉及的光器件所述光器件具有：第一突起群，所述第一突起群通过将导电体的突起沿与假想平面平行的方向以第一周期排列而成，其中，在使光入射至以所述第一周期排列的所述第一突起群时的表面等离子体共振分别在第一共振峰波长和第二共振峰波长产生，所述光是沿相对于朝向所述假想平面的垂线倾斜的方向前进的光，包含所述第一共振峰波长的第一共振峰值波段包括表面增强拉曼散射中的激发波长λ1，包含所述第二共振峰波长的第二共振峰值波段包括所述表面增强拉曼散射中的拉曼散射波长λ2。

根据本发明的第一方面，第一突起群的导电体的突起沿与假想平面平行的方向以第一周期排列。在以该第一周期排列的第一突起群入射向相对于朝向假想平面的垂线倾斜的方向前进的光。通过该入射的光，分别在第一共振峰波长和第二共振峰波长中产生有表面等离子体共振。这时，以在包含第一共振峰波长的第一共振峰值波段中包含表面增强拉曼散射中的激发波长λ1，在包含第二共振峰波长的第二共振峰值波段中包含表面增强拉曼散射中的拉曼散射波长λ2的方式，设定第一周期和光的入射角度。通过这样，可提高激发波长中的电场增强度和拉曼散射波长中的电场增强度等。

此外，在本发明的第二方面中，所述拉曼散射波长λ2可以是长于所述激发波长λ1的波长。

据此，能够使用在拉曼散射光中的与激发波长λ1相比波长长的拉曼散射波长λ2来检测目标物。

此外，在本发明的第三方面中，作为所述入射光可以入射有直线偏振光，所述直线偏振光的偏振方向上的与所述假想平面平行的成分和所述第一突起群的排列方向相平行。

据此，可向光器件入射直线偏振光，该直线偏振光的偏振光方向上的与假想平面平行的成分和第一突起群的排列方向相平行。通过这样，能够激发传播表面等离子体。

此外，在本发明的第四方面中，在所述第一突起群的顶面可以包括由导电体形成的第二突起群，所述第二突起群可以沿与所述假想平面平行的方向以短于所述第一周期的第二周期排列。

据此，能够将第二突起群在第一突起群的顶面上沿与假想平面平行的方向以第二周期排列。通过这样，能够在第二突起群上激发局域表面等离子体。

此外，在本发明的第五方面中，可以在排列有所述第一突起群且位于所述第一突起群的邻接突起间的面包括由导电体形成的第三突起群，所述第三突起群可以沿与所述假想平面平行的方向以短于所述第一周期的第三周期排列。

据此，能够沿与假想平面平行的方向以第三周期将第三突起群排列在排列有所述第一突起群且位于第一突起群的邻接突起间的面上。通过这样，能够在第三突起群中激发局域表面等离子体。