[发明专利]激光探针及拉曼光谱检测装置

说明书

本发明公开一种激光探针及拉曼光谱检测装置，激光探针包括传输光纤以及探测部，探测部，具有相对的连接端面与探测端面，连接端面与传输光纤连接，探测端面用以供贵金属纳米颗粒附着，其中，沿传输光纤的径向截面上，传输光纤的截面积小于探测端面的面积，通过连接端面，以将探测部与传输光纤连接，一方面有利于增加激光出射光斑尺寸，降低输出激光的功率密度，实现高功率激光输出，另一方面方便设置探测端面，使得探测端面的面积大于或者等于传输光纤的截面积，有利于扩大探测端面的面积，增大既有助于附着更多的贵金属纳米颗粒，又有助于增加光与物质相互作用面积，从而使得激光探针成为检测灵敏度更高的表面增强拉曼散射的光纤传感头。

技术领域

本发明涉及激光检测技术领域，特别涉及一种激光探针及拉曼光谱检测装置。

背景技术

随着激光器、光纤和频谱扫描技术的发展，为了实现实时、在线、抗干扰、远距离、低浓度的检测需求，光纤SERS(Surface-enhanced Raman Scattering，表面增强拉曼散射)探针应运而生。光纤SERS探针是通过在光纤结构上制备贵金属纳米颗粒，使光纤同时具备光传输和传感功能，目前在光纤结构上制备贵金属纳米颗粒时，为了提高激发光阈值和光与分子相互作用面积，一般需要对激光探针改进，已有的方案主要有空心波导方案、D型光纤方案、锥形光纤方案及活性液芯方案等，而这些方案都是利用光纤的全反射传输原理，通过提高贵金属纳米颗粒的反射光的强度，提高光纤SERS探针的灵敏度，但由于光纤本身尺寸的限制了光纤上贵金属纳米粒子的数量，从而限制了光纤SERS探针精度的提高。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种激光探针及拉曼光谱检测装置，旨在现有光纤探针因本身尺寸而限制了探针精度的提高的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种激光探针，包括：

传输光纤；以及，

探测部，具有相对的连接端面与探测端面，所述连接端面与所述传输光纤连接，所述探测端面用以供贵金属纳米颗粒附着；

其中，沿所述传输光纤的径向截面上，所述传输光纤的截面积小于所述探测端面的面积。

可选地，沿所述传输光纤的轴向截面上，所述探测端面呈弧形设置。

可选地，所述探测端面呈内凹设置。

可选地，所述连接端面局部凸设有连接凸台，用以连接所述传输光纤。

可选地，沿所述传输光纤的轴向截面上，所述连接凸台呈锥形设置。

可选地，所述连接凸台与所述探测部呈一体成型设置。

可选地，所述传输光纤包括：

纤芯；

内包层，包覆在所述纤芯的外侧，所述包覆层的折射率小于所述纤芯的折射率；以及，

保护层，包覆在所述内包层的外侧，所述保护层的折射率小于所述内包层的折射率；

其中，所述纤芯以及所述内包层与所述探测部连接。

可选地，所述探测部包括圆柱。

可选地，所述探测端面的光斑直径为D1，所述探测端面的直径为D2，其中，D1≤90％*D2。

此外，本发明还提供一种拉曼光谱检测装置，所述拉曼光谱检测装置包括上述的激光探针。