高灵敏度分子探寻与成像的扫描式拉曼光谱微探针

利用拉曼光谱学的手段，可以实现对分子的高效检测，其利用光与物质之间的相互作用研究材料的构成或特性。

光与物质的相互作用是人们观察物理世界的最基本方式之一。人们通过光的反射和折射来观察物质的形态，而像拉曼散射这样的非弹性光散射可以用来揭示物质的分子特性。如图一所示，入射光子的部分能量被转化为分子化学键的独特振动，从而得到波长更长的斯托克斯散射光子。通过光子的能量变化，于是人们由拉曼光谱中得到了“分子的指纹信息”。

近年来，回音廊模式（Whispering gallery mode，WGM）光学微谐振腔已经成为增强光与物质相互作用的可靠平台，并在各类应用中扮演着不可缺少的角色。在直径仅仅几十微米的小球内，光可以沿着边缘传播数百万圈而几乎没有衰减，如同光的“储藏器”一样，将能量密度进行积累，并增强光与物质的相互作用。

通过精准控制回音廊微腔与纳米等离子体结构的相对距离，并创新地提出了腔与天线相位匹配的耦合机制，这种混合反射镜的共振模式最大化程度地同时增强了来自各种不同化学和生物化学样本的电磁辐射的自发拉曼散射。

该团队还展示了回廊模式微探针与不同类型的纳米等离子体基底的兼容性，包括由半导体工艺制备的纳米等离子体结构阵列和商业化的拉曼试纸，展示了这一新平台的多功能性和普适性。更有趣的是，通过将该探针安装到平移台上，在亚毫瓦连续波泵浦的情况下实现了二维高光谱（hyperspectral）拉曼成像。该研究团队的目标是开发一种新型的光谱分析技术，用于检测生物样品中的蛋白质，从而揭示其分子结构。

（编辑：银川站长网）

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