带有集成微光过器的光纤探测器用于拉曼和表面增强的拉曼散射传感器
Md Abdullah Al Mamun1, Tomas Katkus2, Anita Mahadevan-Jansen3
1School of Science, Computing and Engineering Technologies, Swinburne University of Technology, John Street, Hawthorn, VIC 3122, Australia.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|August 28, 2024
概括
这项研究介绍了一种新的,超紧的光纤探测器,用于拉曼和表面增强的拉曼散射 (SERS) 传感. 微型探测器克服了的背景噪声,从而实现了增强的体内生物传感和现场监测应用.
科学领域:
- 光电学和光子学的光电子学和光子学.
- 光谱和传感技术的技术.
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 光纤拉曼和表面增强拉曼散射 (SERS) 探测器为体内生物传感和现场环境监测提供了潜力.
- 光纤中的拉曼散射背景可以掩盖目标分析信号,限制探头的灵敏度和性能.
- 使用散装光学现有的过方法限制了探头微型化直径约为600微米,阻碍了更广泛的应用.
研究的目的:
- 开发一种超紧的光纤探测器,通过克服背景噪声的限制,用于拉曼和SERS传感.
- 将光学过功能直接缩小到光纤探头尖端,使探头直径更小和应用扩展.
- 为了证明将微光过器和SERS活性表面集成到光纤探头上的可行性.
主要方法:
- 采用5秒激光微加工,制造了一种原型微光学过器,直接集成到直径为125微米的双层纤维 (DCF) 探头的尖端.
- 微过器的外表面被纳米结构,SERS活性等离子膜修饰.
- 概念验证的性能是使用硫醇作为测试分析剂来证明的.
主要成果:
- 一个功能性的微光过器成功制造并集成到一个直径为125微米的DCF探头尖端.
- 集成的纳米结构的等离子膜使SERS检测成为可能,证明了探测器对敏感分析物检测的能力.
- 开发的微探测器设计有效地解决了的拉曼散射背景问题.
结论:
- 在DCF探头端集成的 femtosecond激光制造的微光过器代表了缩小拉曼和SERS探头的重大进步.
- 这种超紧的微探测器技术显示出在充满挑战的环境中进行先进的体内生物传感和现场监测的巨大潜力.
- 预计对光谱系统的进一步优化将提高性能,并扩大这种传感平台的适用性.
