共振镜增强拉曼光谱检测装置
专利汇可以提供共振镜增强拉曼光谱检测装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种共振镜增强拉曼 光谱 检测装置。该共振镜增强拉曼光谱检测装置包括：耦合部件；线偏振激光 光源 ，设置于耦合部件的第一侧；拉曼 探头 ；光 波导 ，其下表面结合于耦合部件的上表面，该光波导和耦合部件共同构成共振镜，两者结合的界面称为耦合面，待测分子附着在光波导的上表面，耦合部件和光波导均由非金属介质材料制成。本发明利用全介质材料构成的共振镜作为激发元件，共振镜结构简单及制作工艺成熟的优点使得拉曼光谱检测装置的可控性及重复性更好，成本低廉。，下面是共振镜增强拉曼光谱检测装置专利的具体信息内容。
1.一种共振镜增强拉曼光谱检测装置，其特征在于，该共振镜增强拉曼光谱检测装置包括：
耦合部件；
线偏振激光光源，设置于所述耦合部件的第一侧；
拉曼探头，设置于所述耦合部件的第二侧或上方；
光波导，其下表面结合于所述耦合部件的上表面，该光波导和所述耦合部件共同构成共振镜，两者结合的界面称为耦合面，待测分子附着在所述光波导的上表面，所述耦合部件和光波导均由非金属介质材料制成；
其中，所述线偏振激光光源产生的线偏振激光从所述耦合部件的第一侧射入所述耦合部件，并以预设入射角入射所述耦合面，在该耦合面处发生全反射，该全反射产生的消逝场与所述光波导内的导模发生共振耦合，使得所述光波导的上表面处的电磁场产生增强，该增强的电磁场激发位于所述光波导上表面的待测分子的拉曼信号，该拉曼信号被所述拉曼探头接收。
2.根据权利要求1所述的共振镜增强拉曼光谱检测装置，其特征在于，所述光波导包括：
介质缓冲层，沉积于所述耦合部件的上表面，其折射率小于所述耦合部件相邻部位的折射率；以及
介质导波层，沉积于所述介质缓冲层上，其折射率大于所述介质缓冲层的折射率，待测分子附着在该介质导波层的上表面；
其中，全反射产生的消逝场穿过所述介质缓冲层并与所述介质导波层内的导模发生共振耦合，使得所述介质导波层的上表面处的电磁场产生增强，该增强的电磁场激发位于该介质导波层上表面的待测分子的拉曼信号。
3.根据权利要求2所述的共振镜增强拉曼光谱检测装置，其特征在于，所述介质缓冲层厚度介于200nm至2000nm之间，其材料为以下材料中的一种或多种：氟化镁、聚四氟乙烯、二氧化硅、纳米多孔氧化物、或纳米多孔聚合物。
4.根据权利要求2所述的共振镜增强拉曼光谱检测装置，其特征在于，所述介质导波层为致密介质薄膜或多孔介质薄膜，其厚度介于20nm至20μm之间，其材料为以下材料中的一种或多种：玻璃、金属氧化物、金属硫化物、金属酸化物、磷酸盐、氮化硅、PMMA和树脂。
5.根据权利要求2所述的共振镜增强拉曼光谱检测装置，其特征在于，所述共振镜为一体式共振镜，所述耦合部件包括：耦合棱镜
其中，所述介质缓冲层沉积于该耦合棱镜的上表面，两者结合的界面称为耦合面，所述介质缓冲层的折射率小于该耦合棱镜的折射率。
6.根据权利要求2所述的共振镜增强拉曼光谱检测装置，其特征在于，所述共振镜为分体式共振镜，所述耦合部件包括：
耦合棱镜；以及
双面抛光的透明基片，其下表面通过折射率不小于所述透明基板折射率的液体贴合于所述耦合棱镜的上表面；
其中，所述介质缓冲层沉积于所述透明基片的上表面，两者结合的界面称为耦合面，介质缓冲层的折射率小于所述透明基片的折射率。
7.根据权利要求6所述的共振镜增强拉曼光谱检测装置，其特征在于，所述透明基片为以下基片中的一种：玻璃基板、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基板、有机聚合物柔性基板。
8.根据权利要求5或6所述的共振镜增强拉曼光谱检测装置，其特征在于，所述耦合棱镜为以下棱镜中的一种：
半圆柱形棱镜，其上表面为平面，所述第一侧和第二侧分别为该半圆柱形棱镜的下方左右两侧；
半球形棱镜，其上表面为平面，所述第一侧和第二侧分别为该半球形棱镜的下方左右两侧；
直角棱镜，其上表面为其斜面，所述第一侧和第二侧分别为该直角棱镜的两直角面；
梯形棱镜，其上表面为其底面，所述第一侧和第二侧分别为该梯形棱镜的两侧面。
9.根据权利要求1所述的共振镜增强拉曼光谱检测装置，其特征在于，还包括：
修饰层，形成于所述光波导的上表面，用于富集和辨识待测分子。
10.根据权利要求9所述的共振镜增强拉曼光谱检测装置，其特征在于，所述修饰层的材料为以下材料中的一种：硫醇、氨基硅烷、抗体、DNA、蛋白质、有机聚合物、或无机氧化物。
11.根据权利要求1所述的共振镜增强拉曼光谱检测装置，其特征在于，还包括：
金属纳米粒子层，形成于所述光波导的上表面，用于增强表面电磁场，提高待测分子的拉曼激发效率。
12.根据权利要求11所述的共振镜增强拉曼光谱检测装置，其特征在于，所述金属纳米粒子层为以下一种：金纳米粒子层、银纳米粒子层、金银合金纳米粒子层、金包银纳米粒子层、介质包金纳米粒子层和介质包银纳米粒子层。
13.根据权利要求1至7、9至12中任一项所述的共振镜增强拉曼光谱检测装置，其特征在于，还包括：
样品池，置于所述光波导的上表面，用于盛放待测溶液样品；
其中，所述光波导位于样品池内的部分暴露于所述待测溶液样品，所述线偏振激光在耦合面发生全反射的位置位于所述样品池的纵向投影范围内。
14.根据权利要求1至7、9至12中任一项所述的共振镜增强拉曼光谱检测装置，其特征在于，所述拉曼探头设置于以下两位置其中之一：
与所述线偏振激光光源对称的所述耦合部件的第二侧；
所述耦合部件的上方，并对准所述耦合面处发生全反射的位置。
15.根据权利要求1至7、9至12中任一项所述的共振镜增强拉曼光谱检测装置，其特征在于，所述预设入射角满足：
(1)使入射的线偏振光束在耦合面发生全反射；
(2)使入射的线偏振光束与光波导导模之间满足位相匹配条件。
16.根据权利要求1至7、9至12中任一项所述的共振镜增强拉曼光谱检测装置，其特征在于，所述线偏振激光光源包括：
激光器，用于产生非偏振激光；
线性起偏器，位于所述激光器的光路后端，用于将所述非偏振激光转化为所述线偏振激光。
共振镜增强拉曼光谱检测装置
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
第一侧面折射进入耦合棱镜1，并在透明基片10与介质缓存层2界面处发生全反射，伴随全反射产生的消逝场8穿过介质缓存层2在介质导波层3内激发导模，进而激发表面附着的待测分子4的拉曼信号。
片(波长532nm处，折射率为1.52)；介质缓冲层2是厚度为1500nm的氟化镁薄膜(波长
532nm处，折射率为1.38)，介质导波层3是厚度为150nm的PMMA薄膜(波长532nm处，折
射率为1.49)；待测分子4是厚度约为3.5nm的酞菁铜超薄膜；激光器5的功率为20mW，波长为532nm；线性偏振器6的偏振方向为TM偏振或TE偏振；使用拉曼探头7b(数值孔径为
0.27)采集酞菁铜超薄膜的偏振拉曼光谱。
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