孙中元,蒋书波,王 凡,胡佳琳

(南京工业大学自动化与电气工程学院，江苏南京 211816)



光子晶体光纤的拉曼增强效应研究

孙中元,蒋书波,王 凡,胡佳琳

(南京工业大学自动化与电气工程学院，江苏南京 211816)

拉曼散射是一种弱效应。从拉曼散射及其散射截面角度出发，通过将光子约束在一个极小的截面上并延长传输，即增加了拉曼散射截面，从而达到增强拉曼散射的效果。而光子晶体光纤特有的光子带隙效应与此方式类似，可将某一特定波长的光束缚在中心孔芯内传输。运用光子晶体光纤技术，设计了光子晶体光纤的拉曼效应增强系统。最后通过实验发现：光子晶体光纤用于拉曼效应增强是可行的，为后续微量物质、气体等检测提供了一种比较高效的分析方法。

拉曼散射；散射截面；光子晶体光纤；微量检测

0 引言

拉曼散射效应是指光波被散射后频率发生变化的现象。拉曼光谱是在拉曼散射效应的基础上发展起来的分析技术，由于其散射截面、频移、线宽、特征峰数目等与分子的结构紧密联系[1]，因此成为分子结构研究的主要工具并被广泛应用。但是拉曼光谱中由于其散射截面小而存在着一个大的弱点，即拉曼效应是一种弱效应,其光强大概仅仅只是入射光强度的10-10。在实际应用中，有时会被淹没在荧光背景信号中[2]，难以获得理想的拉曼光谱图。对于液体而言，一般最低的检测浓度仅为10-1mol/L，难以进行更低浓度的检测；对于气体而言，由于气体的拉曼散射截面积很小[3]，拉曼散射强度太弱，基本上检测不出实际浓度。……