基于空芯光子晶体光纤的拉曼光谱增强效应研究

来源 :南京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sufe_
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
拉曼光谱分析技术可以实现对物质的定性、定量分析。由于该分析技术具有无破坏、灵敏度高、检测时间短等优点,已成为研究分子振动的重要手段。然而随着检测物质的多样性以及人们对检测技术的要求越来越高,拉曼光谱分析技术的缺点也越来越明显。拉曼散射是一种弱效应,无法实现对微量物质或气体的检测,因此需要采用一些方法来增强拉曼散射强度。本文以863项目《在线拉曼光谱仪的研制及其在吸附分析装置优化中的应用》中研制的拉曼光谱仪为背景,采用空芯光子晶体光纤技术来弥补拉曼弱效应这一不足。  空芯光子晶体光纤的气孔结构给激光和样品提供了一个理想的相互作用的空间,具有很好的激光利用效率。为了保障实验的成功,本文首先采用RsoftBandSolve软件基于平面波展开法分析空芯光子晶体光纤的光子带隙和模场分布。然后探讨了空芯光子晶体光纤的长度、折射率及损耗系数与拉曼散射强度之间的关系。且对空芯光子晶体光纤的耦合技术展开研究,提高激光耦合进光子晶体光纤内的效率。  根据空芯光子晶体光纤和拉曼光谱的特性,对拉曼光谱检测系统进行了模块化设计,然后将该系统应用于液体检测实验中。实验之前需将空芯光子晶体光纤的包层气孔封闭,使液体仅进入中央芯孔而其能量不泄露到包层中。在此基础上,进一步研究了如何将液体填充到空芯光子晶体光纤中央芯孔内。  最后本文选择甲苯溶液作为填充液体,对它进行检测获得拉曼光谱,与其普通拉曼光谱相对比。实验结果表明,拉曼散射强度随着散射截面变大而增强。又分别将甲苯溶液填充空芯光子晶体光纤不同的长度进行检测,实验结果发现填充的长度与拉曼散射强度成正比。该实验证明了将拉曼光谱分析技术和空芯光子晶体光纤相结合来增强拉曼散射强度是可行的,最大程度上发挥了两者的优势,为后续低浓度液体和气体等弱效应检测奠定了很好的基础和参考价值。
其他文献
学位
学位
学位
学位
学位
学位
学位
学位
学位
学位