[实用新型]一种基于空芯反谐振光纤的SERS探针

说明书

一种基于空芯反谐振光纤的SERS探针所述空芯反谐振光纤为N边形空芯反谐振光纤，N取4至9的自然数，所述空芯反谐振光纤的中心的所述N边形的区域为纤芯，纤芯的四周有两种不同形状的空气孔区域，一种为六边形空气孔区域，一种为扇形空气孔区域，不同的区域间由石英璧隔开；空芯反谐振光纤的纤芯内壁镀有均匀的金属纳米粒子膜；该探针能够进行远端反面测试和近端正面测试。由于空芯处毛细作用的存在，所以十分方便液体待测物的取样；由于空芯微结构光纤空芯结构，激发光与信号光在传输过程中与石英的接触相对较少，因而具有石英拉曼背景弱的优势。

技术领域

本实用新型涉及一种基于空芯反谐振光纤的SERS探针，其属于光纤传感技术领域。

背景技术

表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)是一种有效的检测手段，近年来被广泛地应用于表面吸附和催化反应、痕量分析、单分子检测、生物医学检测等诸多领域。基于表面增强拉曼散射的光纤传感器，其结合了SERS传感的特异性检测、高检测灵敏度与光纤传感的轻量、小型、分布式、易集成、稳定性高等优势，因此具有更加显著的优势。随着传感、检测技术的发展，对灵敏度的检测性能提出更高的要求。

光纤在表面增强拉曼散射的检测中，可作为SERS基底，以及发生表面增强拉曼散射的反应场所，具有十分重要的作用。目前常用的作为载体的光纤，大多数是多模光纤和单模光纤。在使用传统阶跃型光纤制备SERS探针的时候，先使用蒸镀的方法，把银纳米颗粒镀到光纤的内表面；或者将待检测液体与银纳米颗粒混合，再将混合液吸入光纤。而采用这些传统的阶跃型光纤的SERS探针，虽然有成本低廉，光纤损耗较低的优势，但也有着以下的局限性：

1、负载活性SERS基底的材料的面积较小；

2、激励光由于全反射机制在纤芯中传输，这不可避免的会产生石英材料的拉曼散射背景，对SERS信号形成较强的背景干扰；

3、为增大SERS基底的面积(例如：光纤侧表面传感，锥形光纤传感。“D”型光纤传感等)，往往要将光纤的涂覆层和包层去除，这使得暴露的光纤纤芯十分脆弱，极易损坏。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于空芯反谐振光纤的SERS探针的制备方法，通过在空芯反谐振光纤纤芯内壁上进行SERS基底修饰，从而制备得到端面大、背景干扰弱、灵敏度高、导光性能好、结构稳定的空芯反谐振光纤SERS探针。

作为本实用新型的一个方面，提供一种基于空芯反谐振光纤的SERS探针的制备方法，该方法包括：

(1)空芯反谐振光纤的选取及预处理，其中，

所述空芯反谐振光纤为N边形空芯反谐振光纤，N取4至9的自然数，所述空芯反谐振光纤的中心的所述N边形的区域为纤芯，纤芯的四周有两种不同形状的空气孔区域，一种为六边形空气孔区域，一种为扇形空气孔区域，不同的区域间由石英璧隔开；

将N边形空芯反谐振光纤切成2-4厘米长的小段，两端切平；

(2)镀膜，

对空芯反谐振光纤的纤芯内壁进行金属纳米粒子膜的镀制，使得N边形空芯反谐振光纤的纤芯内壁形成均匀的金属纳米粒子膜，从而光纤的整个空芯均可作为传感区。