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原文传递一种低成本表面增强拉曼光谱检测方法、系统及存储介质

专利名称：	一种低成本表面增强拉曼光谱检测方法、系统及存储介质
摘要：	本发明涉及数据检测技术领域，更具体涉及一种低成本表面增强拉曼光谱检测方法、系统及存储介质。通过在光纤的两端分别设置激光器和待测物，在检测端面制备光纤SERS探针，在光纤上制备光纤光栅结构，使打开激光器时，激光器发射拉曼激发光，并沿光纤到达检测端面，检测端面的光纤SERS探针激发待测物，并收集待测物SERS光谱，光纤SERS探针通过光纤将待测物SERS光谱回传至光纤光栅，光纤光栅将满足第一条件的待测物SERS光谱反射至光学陷波滤光片，经过光学陷波滤光片后到达强度探测器，强度探测器获取它的强度数据，从而计算待测物的浓度数据。通过本发明实现光学系统的简化，同时降低了检测成本。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	武汉云起物联科技有限公司
发明人：	刘彬;肖盱
专利状态：	有效
申请日期：	2023-07-03T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-10T00:00:00+0800
申请号：	CN202310804306.1
公开号：	CN117030676A
代理机构：	武汉智嘉联合知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	周伟
分类号：	G01N21/65;G01N21/01;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/65;G01N21/01
申请人地址：	430056 湖北省武汉市经济技术开发区南太子湖创新谷二期1号楼科大讯飞武汉AI产业加速中心(集-KDXF-A011)
主权项：	1.一种低成本表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1：在光纤的两端分别设置激光器和待测物，定义所述光纤远离所述激光器的端面为检测端面，在所述检测端面制备贵金属纳米颗粒结构，形成光纤SERS探针，其中SERS表示表面增强拉曼散射；步骤S2：基于所述待测物SERS光谱的第一曲线图，选择拉曼特征峰，计算所述拉曼特征峰的中心波长和带宽/>；步骤S3：基于所述拉曼特征峰的中心波长和带宽/>，在光纤上制备光纤光栅结构，所述光纤光栅位于所述激光器和所述检测端面之间；步骤S4：打开所述激光器，使所述激光器发射拉曼激发光，并沿光纤到达所述检测端面，所述检测端面的所述光纤SERS探针激发所述待测物，并收集所述待测物SERS光谱，所述光纤SERS探针通过光纤将所述待测物SERS光谱回传至所述光纤光栅，所述光纤光栅将满足第一条件的所述待测物SERS光谱反射至光学陷波滤光片，以提取所述待测物SERS光谱的拉曼特征峰，将满足第一条件的所述待测物SERS光谱称为目标SERS光谱；步骤S5：所述目标SERS光谱经过所述光学陷波滤光片后到达强度探测器，所述强度探测器获取所述目标SERS光谱的强度数据，基于所述目标SERS光谱的强度数据计算所述待测物的浓度数据。 2.根据权利要求1所述的低成本表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述步骤S1，所述光纤SERS探针采用激光诱导法、化学修饰固定法和模板转移法中的任意一种形成。 3.根据权利要求1所述的低成本表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，使用飞秒激光直写技术在所述光纤上制备出所述光纤光栅结构。 4.根据权利要求1所述的低成本表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述激光器通常为窄带半导体激光器，所述光学陷波滤光片的光学密度大于6。 5.根据权利要求1所述的低成本表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述光纤光栅结构的参数为，使拉曼光谱反射峰的中心波长，带宽/>大于/>，其中/>大于的幅度不超过第一阈值。 6.根据权利要求1所述的低成本表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述步骤S4中，满足所述第一条件的所述待测物SERS光谱，是指所述待测物SERS光谱在回传至所述光纤光栅时，落入所述光纤光栅带宽范围内的待测物SERS光谱。 7.根据权利要求1所述的低成本表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，基于所述目标SERS光谱的强度数据计算所述待测物的浓度数据包括：基于最小二乘法计算并建立所述目标SERS光谱的强度数据与所述待测物的浓度数据关系，在获取所述目标SERS光谱的强度数据后，基于所述强度数据匹配对应的浓度数据。 8.一种低成本表面增强拉曼光谱检测系统，用于实现如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述系统包括：激光器，位于光纤的一端，用于提供拉曼激发光；光纤SERS探针，位于光纤的远离激光器的一端，通过在光纤端面制备贵金属纳米颗粒而形成；光纤光栅，位于激光器和检测端面之间，用于将满足第一条件的待测物SERS光谱反射至光学陷波滤光片；光学陷波滤光片，用于实现收集满足第一条件的待测物SERS光谱；强度探测器，用于获取目标SERS光谱的强度数据。 9.一种计算设备，其特征在于，所述设备包括：存储器和处理器；所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的低成本表面增强拉曼光谱检测方法。 10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有程序指令，其中在所述程序指令运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至7中任意一项所述的低成本表面增强拉曼光谱检测方法。