基于球状光纤的表面增强拉曼散射探针

通过烧制光纤小球制备球状光纤探针,并通过自组装法使银纳米颗粒较为均匀地分布在光纤探针表面,经测量计算得到球状光纤探针上银纳米颗粒的增强因子为7.2×104。利用浓度为10-5 mol·L-1的罗丹明6G（R6G）溶液检测得到光纤小球直径在200 μm左右时SERS增强效果最佳,且在相同实验条件下,制备的球状光纤探针与锥柱组合型光纤探针的SERS增强效果基本一致。球状光纤探针制作工艺简单安全、灵敏度高且结构稳定,在分子检测方面具有很大的应用前景。     

新型凹锥形表面增强拉曼散射光纤探针的制备

研制了一种新型凹锥形表面增强拉曼散射(SERS)光纤探针,研究了光纤探针凹锥形结构的制备方法,分析了凹锥光纤探针形貌与腐蚀时间的关系,通过化学自组装法将金纳米颗粒固化到凹锥内表面,制成凹锥SERS光纤探针,并测试了其远程SERS检测性能。结果表明,凹锥形光纤探针具有更低的光纤拉曼光谱背底,约为同种光纤制备的锥形探针的1/3;在633nm的激发波长下,固化金纳米颗粒的凹锥探针对于罗丹明6G(R6G)溶液的拉曼光谱远程检测浓度低至100nmol/L。这种凹锥形结构使基底不易脱落,探针不易损坏。基于上述优点,该种凹锥形光纤探针可能在SERS远程检测领域具有潜在的应用价值。     

基于表面增强拉曼光谱的光纤生化传感器

基于生化分子检测技术高灵敏度、小型化的需求,通过简单的管式腐蚀法制成一种锥柱组合型光纤探针,并通过相反的静电引力将银纳米颗粒结合到硅烷化的二氧化硅光纤探针表面。用罗丹明6G（R6G）溶液的检测极限来表征该光纤探针的活性和灵敏度,通过优化银纳米颗粒的自组装时间为30mins、光纤探针直径为62μm,制备出高灵敏度的光纤表面增强拉曼散射探针,远端检测R6G的检测极限可达到10-14Mol/L,银纳米颗粒的增强因子为1.36×104。因此,该光纤表面增强拉曼散射探针在分子检测方面有巨大的应用前景。     

蒸发过程对碳纳米管复合结构拉曼增强特性的影响

为了分析探针分子水溶液蒸发过程对三维基底的表面增强拉曼散射(SERS)特性的影响,利用磁控溅射和高温退火的方法制备了银纳米颗粒修饰垂直排列的碳纳米管阵列(Ag/CNTs)三维复合结构样品。采用time-course SERS mapping测试方法,分别以1μmol/L罗丹明6G(R6G)和10-2μmol/L孔雀石绿(MG)作为探针分子,进行了相应的实验。研究表明:随着蒸发时间逐渐增加,探针分子的拉曼信号先增强后减弱。分析其主要原因:探针分子溶液在蒸发过程中,由于毛细力的作用,引起探针分子与三维结构之间"热点"的变化,从而带来电磁场增强特性的变化;此外,聚焦深度和浓度的变化也影响拉曼信号。     

基于R6G探针表面增强拉曼散射的pH传感

用金纳米粒子(Au NPs)作为基底,基于罗丹明6G(R6G)探针分子拉曼特征峰随pH的变化,构建了一种具有表面增强拉曼散射(SERS)信号输出的pH传感器。由于(闭)开环形式下存在的(去)质子化R6G分子吸附于增强基底表面的倾斜度取向不同,R6G在不同pH下表现出了不同的SERS活性。根据寻找到的R6G在1363 cm-1和1314 cm-1位置处的SERS光谱峰面积比与pH的线性关系,设计出pH传感器。实验结果表明:R6G的SERS信号在室温下可以稳定2 h以上;当样品溶液pH在7和3之间转换时,传感器表现出了较好的恢复性。在pH检测过程中引入其他金属阳离子后,该探针表现出了对H+较好的选择性。通过检测实际样品的pH发现,该探针的分析性能良好,适于在酸性介质中检测pH。     

多元等离子体共振纳米结构的飞秒激光加工与拉曼检测应用

以多元金属纳米薄膜(金、银)为基底,利用飞秒激光加工技术制备得到多元等离子体纳米结构,并研究了其局域表面等离子体共振效应(Local Surface Plasmon Resonance,LSPR)和表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering,SERS)性能。利用时域有限差分(Finite Difference Time Domain,FDTD)软件模拟了不同情况下(单层金膜、金银双层金属薄膜的平面以及阵列结构)的电场分布情况。根据仿真结果,相较于平面金属膜来说,飞秒激光制备的微纳结构阵列附近区域产生电磁场增强,集中在结构边缘处,且其强度变化与预期结果基本保持一致。此外,使用浓度为10-4 M和10-6 M的罗丹明(R6G)溶液进行SERS性能测试。测试的结果表明,单层平面金膜基本没有SERS峰值信号出现,而单层金膜上制备的等离子体纳米结构附近出现峰值信号,双层金属薄膜上制备的等离子体纳米结构展现出更高的SERS峰值信号。多元金属等离子体纳米结构展示出更强的局域表面等离子体共振效应,从而在表面增强拉曼散射、光催化、生物传感等领域具有广泛的应用。     

修饰银纳米粒子的石墨烯泡沫镍衬底制备及其SERS活性研究

为了解决表面增强拉曼散射(SERS)衬底的吸附性差、稳定性低以及灵敏度不高的问题,设计了一种沉积银纳米粒子的石墨烯泡沫镍SERS衬底,并进行了实验研究.利用化学气相沉积法在泡沫镍衬底上生长石墨烯,并通过溶液沉积的方法将合成的银纳米粒子沉积在石墨烯泡沫镍衬底表面,烘干后制备成石墨烯泡沫镍修饰银纳米粒子的新型SERS衬底.采用罗丹明6G(R6G)对SERS衬底进行拉曼实验研究,结果表明石墨烯能够较好地淬灭SERS衬底的背景荧光;泡沫镍的独特三维结构能够增大衬底对检测分子的吸附;同时,银纳米粒子也可大幅增强衬底的SERS活性.而修饰了银纳米粒子的石墨烯泡沫镍新型衬底同时具有以上优异特性,是一种具有很大应用潜力的新型SERS衬底.     

柔性表面增强拉曼光谱芯片制备

柔性表面增强拉曼光谱(SERS)基底具有灵活形变的特点,适合不规则曲面的原位检测,甚至可以直接进行擦拭取样的检测。对不同反射率的衬底进行仿真分析和实验测试,可以看到衬底的反射率对拉曼信号的收集有极大的影响。在波长为532 nm的光激发铝箔具有高反射率,因此选择铝箔作为衬底,采用银溶胶滴铸法制备柔性SERS芯片。实验通过控制溶剂成分,利用表面张力梯度引起向内马兰哥尼(Marangoni)流动以抑制咖啡环的产生,可以改善纳米粒子的分布均匀性。拉曼测试结果表明,SERS芯片的增强因子高达1.32×10⁸,对R6G溶液的检测限低至1×10^-11mol,同时芯片表现出良好的信号均匀性。     

利用激光诱导化学沉积法制备锥形光纤SERS探针

实验研究了激光诱导化学沉积法(LICDM)制备锥形光纤表面增强拉曼散射(SERS)探针及其SERS检测性能。结果表明,因不同角度光纤探针锥面出射光场分布不同,导致了LICDM在制备小锥角光纤探针时沉积纳米颗粒的困难,但是通过延长反应时间,利用银纳米颗粒的光散射效应可改善小角度光纤探针表面纳米颗粒的制备效果。实验利用100mW的诱导激光,在0.005mol/L反应液中,经60min沉积,制备出了不同锥角的光纤探针。对光纤探针的测试结果表明,锥角为8.2°的光纤探针所测得的SERS频移峰及其荧光背景的幅度最大,且该角度在不同SERS激发光功率下基本不变。     

“金属-有机物-金属”三明治型表面增强拉曼散射探针的制备及在免疫检测中的应用

制备了二氧化硅包裹的具有“金属-有机物-金属”三明治结构的表面增强拉曼散射( SERS)光学免疫检测探针,研究了探针的形貌、结构、组分等多种因素对其SERS特性的影响,探索出具有较好SERS活性的制备参数。之后利用探针上集成的SERS信号,采用三明治免疫法,实现了激酶抑制因子( p21)和人体抑癌基因( p53)两种疾病因子的高特异性检测。     

一种新的光纤拉曼增益系数的测量方法

拉曼增益系数是描述拉曼散射的一个基本参数,通常用小信号增益法来测量,这种方法需要信号光,缺点是整个测试过程较长,易受到抽运光和信号光不稳定性的影响.文章提出一种新的测量方法,即利用光纤的受激拉曼谱和自发辐射谱的解调来获得光纤拉曼增益系数.测量了G.652光纤的增益系数,并与小信号增益法的测量结果进行了比较.     

级联喇曼光纤放大器

介绍了级联喇曼放大器的理论,并报道了最新的实验结果,分析了各种因素对放大器性能的影响,对未来的前景做了展望。     

用光波导提高拉曼光的转换效率

用波长为1．064μm的Nd：YAG激光器作泵浦源泵浦氢拉曼池，在氢拉曼池中放置充有高压氢气的波导管，观测到波长9．18μm二阶斯托克斯光输出。泵浦能量为25mJ时其输出能量为19．1μJ考虑40％的锗片损耗，二阶斯托克斯光的转换效率为0．13％     

Ga_(1-x)Al_xAs Raman散射的共振和反共振

本文着重研究了Ⅲ—Ⅴ族混晶半导体Ga_(1-x)AlAs Raman谱在不同温度下的多级共振行为。分析了二级及多级声子谱增强及产生的物理原因,从一个新的侧面证实了激子-LO声子复合体作为Raman散射中间态存在的可能性。同时,还从Raman散射张量出发,对近共振条件下TO声子的消失进行了讨论。     

硫化铅掺杂石英玻璃光纤喇曼增强特性研究

普通单模光纤的喇曼增益低,严重制约了喇曼放大器的发展。因此,研究高喇曼增益的光纤具有重要意义。研究了硫化铅掺杂石英玻璃光纤的喇曼散射增强特性。采用改进的化学气相沉积(MCVD)法分别制备出硫化铅掺杂石英玻璃光纤和普通单模光纤样品,并测得其传输损耗谱和喇曼光谱,实验结果表明:硫化铅掺杂石英玻璃光纤具有更强的喇曼散射强度。在不同的泵浦功率条件下,分别进行了喇曼放大实验,相比于普通单模光纤,硫化铅掺杂石英玻璃光纤具有更大的喇曼增益。     

人眼安全拉曼激光技术的发展

闸述了1.5Xμm波段人眼安全激光技术的特点，综述了1.54μm高压甲烷气体拉曼频移Nd:YAG激光器和1.56μm硝酸钡固体拉曼频移Nd:YAG激光器的发展及其现状，并对其未来发展方向进行了探讨。     

一种借助散射截面获得拉曼增益系数的理论方法

从拉曼散射几率出发，推导出拉曼散射增益系数和散射截面的关系，并通过仿真模拟，调节参数，得出了增益系数和频移之间的关系曲线，并将其与实验曲线作比较，给出结果的定性分析。     

1400-1500 nm,Different Material-doped Raman Fiber Lasers Pumped by Nd∶YVO_4 Laser

Different material-doped Raman fiber lasers with very high efficiency operating in continuous-wave are presented.With 1 W Nd∶YVO 4 laser pumping at wavelength of 1 342 nm, single mode output power of above 500 mW (optical-to-optical conversion efficiency of 50%) is simulated in the range of 1 400-1 500 nm.Using high-germanium,high-phosphate and high-borate silicate fibers as the gain medium,laser output at wavelengths of 1 420,1 450,1 480 and 1 495 nm can be achieved with different geometries,which are just as pumping C-band and L-band distributed Raman fiber amplifiers.     

多泵浦拉曼放大器增益特性的仿真与分析

合理简化了多泵浦光纤拉曼放大器功率传输方程，利用多步平均功率法进行数值计算得到了密集波分复用系统信号的合成拉曼增益。借助该简化模型研究了多泵浦光源的个数、输入功率和波长分布对信号拉曼增益的影响，简单分析了实现超宽带平坦拉曼增益的多泵浦波配置原则，为多泵浦光纤拉曼放大器在密集波分复用系统中的应用提供了有价值的参考。