[发明专利]一种消逝场激发薄膜拉曼信号的增强方法及装置

权利要求书

1.一种消逝场激发薄膜拉曼信号的增强装置，该装置包括：棱镜(2)、待测薄膜(5)、覆盖层(6)以及拉曼散射光收集装置(7)，其特征在于，所述待测薄膜(5)形成于棱镜(2)一底面，覆盖层(6)置于待测薄膜(5)上方，入射激光射入棱镜(2)后在棱镜(2)与待测薄膜(5)之间的界面处发生全反射，伴随全反射在同一界面处产生消逝场，该消逝场穿透待测薄膜(5)进入覆盖层(6)，进而激发待测薄膜(5)拉曼信号；通过增大覆盖层(6)的折射率增强在待测薄膜(5)内的消逝场，进而增强待测薄膜(5)拉曼信号，该增强的拉曼信号被拉曼散射光收集装置(7)收集后传入拉曼光谱仪进行分析。

2.根据权利要求1所述的增强装置，其特征在于，所述增强的拉曼信号沿待测薄膜(5)法线方向被拉曼散射光收集装置(7)收集进入拉曼光谱仪进行分析；或

沿棱镜全反射光传播方向被拉曼散射光收集装置(7)收集进入拉曼光谱仪进行分析。

3.一种光纤消逝场激发薄膜拉曼信号的增强装置，该装置包括：光纤(3)、待测薄膜(5)、覆盖层(6)以及拉曼散射光收集装置(7)，其特征在于，减薄或去除光纤(3)局部区间的包层，将待测薄膜(5)形成于该光纤区间，覆盖层(6)置于待测薄膜(5)上方，利用端面耦合方式将入射激光耦合进入光纤(3)，伴随导波光在光纤(3)芯层的传播在光纤(3)表面产生消逝场，该消逝场穿透待测薄膜(5)进入覆盖层(6)，进而激发待测薄膜(5)拉曼信号；通过增大覆盖层(6)的折射率增强在待测薄膜(5)内的消逝场强度，进而增强待测薄膜(5)拉曼信号，该增强的拉曼信号被拉曼散射光收集装置(7)沿待测薄膜(5)法线方向或从光纤(3)一端面收集后传入拉曼光谱仪进行分析。

4.根据权利要求3所述的增强装置，其特征在于，在待测薄膜(5)覆盖区间的光纤包层被完全除去之后，进一步减薄该区间的光纤芯层，进而增强该区间的消逝场。

5.一种光波导消逝场激发薄膜拉曼信号的增强装置，该装置包括：光波导(4)、待测薄膜(5)、覆盖层(6)、以及拉曼散射光收集装置(7)，其特征在于，所述待测薄膜(5)形成于光波导(4)表面，覆盖层(6)置于待测薄膜(5)上方，利用端面耦合方式或光栅耦合方式或棱镜耦合方式将入射激光耦合进入光波导(4)形成导波光，伴随导波光的传播在光波导(4)表面产生消逝场，该消逝场穿透待测薄膜(5)进入覆盖层(6)，进而激发待测薄膜(5)拉曼信号；通过增大覆盖层(6)的折射率增强在待测薄膜(5)内的消逝场强度，进而增强待测薄膜(5)拉曼信号，该增强的拉曼信号被拉曼散射光收集装置(7)沿待测薄膜(5)法线方向或从光波导(4)一端面收集后传入拉曼光谱仪进行分析。

6.根据权利要求5所述的增强装置，其特征在于，在待测薄膜(5)形成于光波导(4)表面之前，首先在光波导(4)表面淀积一层高折射梯度薄膜(4a)，用于第一次增强进入待测薄膜(5)内的消逝场，然后增大覆盖层(6)的折射率，用于第二次增强在待测薄膜(5)内的消逝场。

7.一种消逝场激发薄膜拉曼信号的增强方法，其特征在于，该方法利用高折射率材料覆盖待测薄膜(5)，用以增强待测薄膜(5)内部的消逝场，进而增强由消逝场激发的待测薄膜(5)拉曼信号。

8.如权利要求7所述的消逝场激发薄膜拉曼信号的增强方法，其中，所述待测薄膜(5)形成于棱镜(2)一表面，消逝场通过棱镜全反射产生于棱镜(2)与待测薄膜(5)之间界面处。

9.如权利要求7所述的消逝场激发薄膜拉曼信号的增强方法，其中，所述待测薄膜(5)形成于光纤(3)局部表面，在待测薄膜(5)形成于光纤(3)局部表面之前，首先减薄或除去待测薄膜(5)覆盖区间的光纤包层，使伴随导波光在光纤芯层的传播而产生的消逝场穿透待测薄膜(5)；或

在除去待测薄膜(5)覆盖区间的光纤包层之后，进一步减薄该区间的光纤芯层，使伴随导波光在光纤芯层的传播而在该区间产生的消逝场获得增强。