[发明专利]偏振选择性表面增强拉曼光谱学分析

说明书

对相关申请的交叉引用

N/A。

关于联邦政府资助的研究或开发的陈述

N/A。

背景技术

未知物质的检测和标识（或至少分类）长久以来引起巨大兴趣并且在近年来已经呈现出甚至更加巨大的重要性。在具有针对精确检测和标识的特定希望的技术之中的是各种形式的光谱学分析。光谱学分析可以用于通过使用在通过一定形式的电磁辐射（例如可见光）光照材料时所导致的吸收光谱、散射光谱和发射光谱中的一个或多个来分析、表征和标识物质或材料。通过光照材料产生的吸收、散射和发射光谱确定材料的光谱“指纹”。一般而言，光谱指纹是促进材料的标识的特定材料的特性。在最强大的光学发射光谱学分析技术中的是基于拉曼散射的那些。

散射光谱学分析是标识、监视和表征范围从相对简单的无机化学化合物到复杂的生物分子的各种分析物种类（即分析物）的重要手段。在各种类型的散射光谱学分析中的是利用由于来自分析物的荧光（例如荧光发射）所致的拉曼散射和发射的方法。一般而言，散射光谱学分析采用信号（例如光束）来激发分析物，其进而产生取决于分析物的特性（例如组成元素或分子）的响应或经散射或经发射的信号。通过检测和分析经散射或经发射的信号（例如使用光谱分析），分析物可以被标识并且甚至在一些实例中被量化。

附图说明

参照结合附图考虑的以下详细描述可以更容易地理解依照本文所描述的原理的示例的各种特征，其中相同的附图标记指代相同的结构元件，并且其中：

图1图示了根据与本文所描述的原理一致的示例的偏振选择性表面增强拉曼光谱学分析（SERS）系统的框图。

图2图示了根据与本文所描述的原理一致的示例的图1中所图示的SERS系统的一部分的横截面视图。

图3A图示了根据与本文所描述的原理一致的示例的具有布置为二聚体的两个纳米指的SERS多聚体的顶视图。

图3B图示了根据与本文所描述的原理一致的示例的具有布置为三聚体的三个纳米指的SERS多聚体的顶视图。

图3C图示了根据与本文所描述的原理一致的示例的具有布置为四聚体的四个纳米指的SERS多聚体的顶视图。

图4图示了根据与本文所描述的原理一致的示例的偏振选择性表面增强拉曼光谱学分析（SERS）系统的框图。

图5图示了根据与本文所描述的原理一致的示例的偏振选择性表面增强拉曼光谱学分析（SERS）的方法的流程图。

某些示例具有作为附加于和替代于以上参考的附图中图示的特征中的一个的其它特征。在下文中参照以上参考的附图来详细描述这些和其它特征。

具体实施方式

依照本文所描述的原理的示例提供了使用散射光谱学分析来检测或感测各种分析物。特别地，依照本文所描述的原理的示例提供了通过表面增强拉曼光谱学分析来感测分析物。而且，表面增强拉曼光谱学分析感测可以通过使用偏振选择性来提供拉曼散射信号与背景噪声信号之间的辨别。例如，偏振选择性可以促进拉曼散射信号与包括但不限于荧光背景信号和杂散环境光的各种背景噪声信号之间的辨别。

根据各种示例，拉曼光谱学分析可以采用拉曼增强衬底（例如二聚体、三聚体等）的偏振相关等离子体模式或者与其结构相关联。在一些示例中，将刺激信号的偏振与偏振相关等离子体模式对准可以提供偏振选择性以辨别拉曼散射信号与（多个）背景噪声信号。偏振对准可以例如增加刺激信号与偏振相关等离子体模式之间的耦合。在其它示例中，偏振选择性由选择性地匹配到拉曼散射信号的偏振状态的拉曼检测器提供。根据各种示例，拉曼散射信号偏振状态可以由偏振相关等离子体模式确定或规定。在再其它的示例中，刺激信号偏振对准以及拉曼检测器偏振与拉曼散射信号的选择性匹配二者被用于辨别拉曼散射信号和背景噪声信号。根据各种示例，辨别可以改进并且在一些示例中显著改进拉曼散射信号的信噪比。