本發明專利技術公開了一種增強型拉曼光譜測試片裝置，包括多模光纖、裸光纖連接器、連接支架和測試片。本發明專利技術還公開了該測試片制作方法，首先在光學材料基底上鍍金屬膜層，并在金屬膜層上涂光刻膠，通過掩膜光刻獲得覆蓋于金屬膜層上的光刻膠陣列；然后對光刻膠陣列下的金屬膜層進行深度腐蝕處理，獲得金屬立柱陣列，去除多余的光刻膠；最后在金屬立柱陣列上覆蓋一層惰性保護層。該增強型拉曼光譜測試片裝置抗干擾能力強，靈敏度高，適用于在線分析、實時檢測、痕量有毒有害物質測量等多種場合的信息采集和傳輸；本發明專利技術的測試片制作方法，基于表面增強拉曼散射技術以及半導體制作工藝，工藝簡單，易于實現，制造方便，成本低，無需預處理。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光學檢測領域，尤其涉及。
技術介紹
近年來，三聚氰胺、蘇丹紅等事件暴露出了食品安全領域的巨大漏洞，公眾的生命健康受到嚴重威脅，檢測低濃度的微量物質成為食品安全檢測方面的研究熱點。拉曼光譜相比其他光譜，能夠提供豐富的分子結構和分子振動信 息，因而成為物質分析和物質鑒別強有力的工具。然而，拉曼散射截面通常在10_3°的量級，這僅為瑞利散射的千分之一，且極容易淹沒在熒光背景噪聲中，極大地限制了拉曼光譜在各個領域中的應用。表面增強拉曼散射(Surface-EnhancedRaman Scattering, SERS)是一種重要的譜學技術，該技術利用具有極強電磁場的納米金屬粒子產生的強電磁場增強對被測物質的激發能力，其增強能力可以達到10卜1012，可以從分子水平上鑒別吸附在納米結構表面的物質。除此之外，這種表面增強拉曼散射能有效地碎滅熒光，實現對被測物質無污染、無損害、高靈敏度的探測。目前，大量的研究關注于利用表面增強拉曼散射(SERS)與光纖結合，對濃度為PPb級的痕量分析以實現微量有毒有害液體的檢測。但是，現有的方案往往存在光纖處理困難或者需要進行預處理等問題，大大減緩了該技術的實用化進程。
技術實現思路
為克服上述問題，本專利技術提出，采用成熟的半導體制作工藝，工藝簡單，易于實現，制造方便，成本低，無需預處理。為達到上述目的，本專利技術所提出的技術方案為一種增強型拉曼光譜測試片裝置，包括多模光纖和裸光纖連接器，其特征在于還包括連接支架和測試片；所述連接支架一端連有多模光纖，一端安置測試片；所述測試片包括一光學材料基底，其上設置有納米量級的金屬立柱陣列，并于該金屬立柱陣列外表面鍍一層惰性保護層。本專利技術提出的另一技術方案為一種增強型拉曼光譜測試片的制作方法，包括以下步驟a)在光學材料基底上鍍金屬膜層；b)在金屬膜層上涂上光刻膠，并通過掩膜板進行曝光和清洗，獲得覆蓋于金屬膜層上的光刻膠陣列；c)對光刻膠陣列下的金屬膜層進行深度腐蝕處理，獲得金屬立柱陣列；d)去除多余的光刻膠陣列；e)在金屬立柱陣列上覆蓋一層惰性保護層。優選的，所述光學材料基底為K9玻璃或者SFll等光學材料；所述惰性保護層為SiO2膜層,其厚度為lnnT20nm ;所述金屬膜層為金、銀或銅等,其厚度為10nnT500nm。進一步的，步驟a)中所述光學材料基底上鍍金屬膜層的方法為蒸鍍法或者離子濺射法。進一步的，步驟e)中所述覆蓋惰性保護層的方法為氣溶膠噴涂方式或者蒸鍍法。進一步的，所述光刻膠為正膠或者負膠。進一步的，所述光刻膠陣列的尺寸為ΙμπΓ ΟΟμπ 。進一步的，所述金屬立柱間隔為I μ πΓ ΟΟ μ m,金屬立柱尺寸為lnnTlOOnm。本專利技術的有益效果本專利技術的增強型拉曼光譜測試片裝置抗干擾能力強，靈敏度高，適用于在線分析、實時檢測、痕量有毒有害物質測量等多種場合的信息采集和傳輸；本專利技術的測試片制作方法，基于表面增強拉曼散射技術以及半導體制作工藝，工藝簡單，易于實現，制造方便，成本低，無需預處理。附圖說明圖I為本專利技術的增強型拉曼光譜測試片裝置示意 圖2為本專利技術的增強型拉曼光譜測試片的制作過程示意圖。 標號說明1測試片；11光學材料基底；12金屬膜層；121金屬立柱陣列；13光刻膠；131光刻膠陣列；14惰性保護層；2連接支架；3裸光纖連接器；4多模光纖。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式，對本專利技術做進一步說明。如圖I所示為本專利技術的增強型拉曼光譜測試片裝置的一個實施例，將增強型拉曼光譜測試片I安置在連接有多模光纖4的連接支架2上，整體裝置被置于含有被測物質的液體中，多模光纖4的探測端收集該測試片I散射的拉曼光信號，多模光纖4的非探測端則通過裸光纖連接器3連接到拉曼光譜測試儀中，將收集到的拉曼光信號傳輸到拉曼光譜測試儀中。本專利技術的一種增強型拉曼光譜測試片制作方法，采用成熟的半導體制作工藝，簡單易行，制作方便。如圖2所示，其具體步驟包括a)在光學材料基底11上鍍金屬膜層12 ；b)在金屬膜層12上涂上光刻膠13，并通過掩膜板進行曝光和清洗，獲得覆蓋于金屬膜層12上的光刻膠陣列131 ;c)對光刻膠陣列131下的金屬膜層12進行深度腐蝕處理，獲得金屬立柱陣列121 ；d)去除多余的光刻膠陣列131 ；e)在金屬立柱陣列121上覆蓋一層惰性保護層14。其中，光學材料基底11以K9玻璃或者SFll等光學材料為佳；優選的，惰性保護層14為SiO2膜層，厚度在lnnT20nm范圍內為佳；金屬膜層12為金、銀或銅等，其厚度在10nm 500nm范圍內為佳。其中，步驟a)中在光學材料基底11上鍍金屬膜層12的方法可以采用蒸鍍法或者離子濺射法。步驟e)中覆蓋惰性保護層14的方法可以采用氣溶膠噴涂方式或者蒸鍍法等。步驟b)中采用掩膜光刻技術蝕刻出的光刻膠陣列131的尺寸在ΙμπΓ ΟΟμπι范圍內為佳，該光刻膠13可以是正膠，也可以是負膠。步驟c)中深度腐蝕刻出的金屬立柱陣列121其各立柱間隔在ΙμπΓ ΟΟμπι范圍內，各金屬立柱尺寸在InnTlOOnm范圍內為佳。本專利技術的方法制作的增強型拉曼光譜測試片能夠極大的提高系統的拉曼光譜激發及收集能力，其納米量級的金屬立柱結構具有強的電磁場增強的長程效應，同時其對拉曼光具有良好的會聚效應，且金屬立柱表面的惰性保護層可有效保證所測得分子的拉曼信號是真正來自待測基底的，而不是來自金屬立柱結構上的，起到隔絕的作用；因此具有更高的靈敏度和探測精度。該方法基于表面增強拉曼散射技術，采用成熟的半導體制作工藝，制造工藝簡單易行，成本低，無需預處理。盡管結合優選實施方案具體展示和介紹了本專利技術，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本專利技術的精神和范圍內，在形式上和細節上對本專利技術做出的各種變化，均為本專利技術 的保護范圍。權利要求1.一種增強型拉曼光譜測試片裝置，包括多模光纖和裸光纖連接器，其特征在于還包括連接支架和測試片；所述連接支架一端連有多模光纖，一端安置測試片；所述測試片包括一光學材料基底，其上設置有納米量級的金屬立柱陣列，并于該金屬立柱陣列外表面鍍一層惰性保護層。2.一種增強型拉曼光譜測試片制作方法，其特征在于，包括以下步驟a)在光學材料基底上鍍金屬膜層；b)在金屬膜層上涂上光刻膠，并通過掩膜板進行曝光和清洗，獲得覆蓋于金屬膜層上的光刻膠陣列；c)對光刻膠陣列下的金屬膜層進行深度腐蝕處理，獲得金屬立柱陣列；d)去除多余的光刻膠陣列；e)在金屬立柱陣列上覆蓋一層惰性保護層。3.如權利要求2所述的一種增強型拉曼光譜測試片制作方法，其特征在于所述光學材料基底為K9玻璃或者SFlI。4.如權利要求2所述的一種增強型拉曼光譜測試片制作方法，其特征在于所述惰性保護層為SiO2膜層，其厚度為lnnT20nm。5.如權利要求2所述的一種增強型拉曼光譜測試片制作方法，其特征在于所述金屬膜層為金、銀或銅，其厚度為10nnT500nm。6.如權利要求2所述的一種增強型拉曼光譜測試片制作方法，其特征在于步驟a)中所述光學材料基底上鍍金屬膜層的方法為蒸鍍法或者離子濺射法。7.如權利要求2所述的一種增強型拉曼光譜測試片制作方法，其特征在于步驟e)中所述覆蓋惰性保護層的方法為氣溶膠噴涂方式或者蒸鍍法。8.如權利要本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種增強型拉曼光譜測試片裝置，包括多模光纖和裸光纖連接器，其特征在于：還包括連接支架和測試片；所述連接支架一端連有多模光纖，一端安置測試片；所述測試片包括一光學材料基底，其上設置有納米量級的金屬立柱陣列，并于該金屬立柱陣列外表面鍍一層惰性保護層。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳礪，凌吉武，林江銘，林志強，任策，劉鴻飛，
申請(專利權)人：福州高意光學有限公司，
類型：發明
國別省市：
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