專利名稱：檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測裝置等。
背景技術(shù)：
拉曼光譜儀通常包括檢測出依賴于作為檢測對象的物質(zhì)的拉曼散射光而獲得拉曼光譜的檢測器，并能夠從拉曼光譜進(jìn)行光譜分析，從而確定作為檢測對象的物質(zhì)。不過， 拉曼散射光的信號強(qiáng)度通常是微弱的，從而檢測靈敏度低。日本專利文獻(xiàn)1公開了手持拉曼體液分析儀，用金溶膠帶提供表面增強(qiáng)拉曼散射，從而提高拉曼散射光的信號強(qiáng)度。另外，通過將激發(fā)光諸如照射到金屬表面，能夠產(chǎn)生局部等離子體，并能夠通過激發(fā)光和局部等離子體的結(jié)合，局部地增強(qiáng)電場。在表面增強(qiáng)拉曼散射中，可以考慮到拉曼散射光因增強(qiáng)電場而被增強(qiáng)。日本專利文獻(xiàn)2公開了可進(jìn)行穩(wěn)定的偏振面控制的垂直共振器面發(fā)光激光器 (VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting Laser (垂直腔表面發(fā)射激光器))，并能夠用這樣的垂直共振器面發(fā)光激光器等提供激發(fā)光。在激發(fā)光與局部等離子體結(jié)合時，由局部等離子體共振引起光吸收，例如，在日本專利文獻(xiàn)3中公開有這樣的方法，利用由在表面上固定有金屬微粒的基板產(chǎn)生的局部表面等離子體共振，提高傳感器靈敏度。在日本專利文獻(xiàn)4中，公開有具有向長波長側(cè)進(jìn)行位移的共振峰和向短波長側(cè)進(jìn)行位移的共振峰的局部等離子體共振傳感器的技術(shù)。此外，在日本專利文獻(xiàn)5中，公開了為了可與多個波長共振而由多個共振區(qū)域構(gòu)成了微小共振器的電場增強(qiáng)設(shè)備的技術(shù)。拉曼光譜儀通常包括具有可吸附作為檢測對象的物質(zhì)的金屬納米構(gòu)造等導(dǎo)電體的光器件，并通過使光入射到導(dǎo)電體，能夠檢測出由增強(qiáng)電場引起的拉曼散射光。由于光器件的種類、制造誤差，有時增強(qiáng)電場的增強(qiáng)度低，拉曼散射光的信號強(qiáng)度達(dá)不到規(guī)定值。日本專利文獻(xiàn)1日本專利文獻(xiàn)2日本專利文獻(xiàn)3日本專利文獻(xiàn)4日本專利文獻(xiàn)5
日本特表2008-5^006號公報日本專利第34擬擬4號公報日本特開2000-356587號公報日本特開2007-10648號公報日本特開2009-250951號公報

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的幾個實施方式，能夠提供一種可提供更合適的增強(qiáng)電場的檢測裝置寸。本發(fā)明第一方面涉及的檢測裝置，包括具有多個光源的第一光源組；切換上述多個光源以使上述多個光源中的任一個光源有效的切換部；使來自通過上述切換部切換為有效的光源的光入射到光器件的導(dǎo)電體的第一光學(xué)系統(tǒng)；以及從被上述導(dǎo)電體散射或反射的光中檢測出拉曼散射光的檢測器，其中，上述第一光源組的上述多個光源各自在有效的狀態(tài)下能放射具有互不相同的偏振方向的光。根據(jù)本發(fā)明第一方面涉及的檢測裝置，能夠通過切換部切換第一光源組的多個光源，因此，能夠切換偏振光方向。例如，當(dāng)用蒸鍍的金屬微粒子在光器件中形成了金屬納米構(gòu)造時，通過蒸鍍形成的獨立的島狀的金屬納米構(gòu)造的金屬微粒子的大小和形狀不均勻， 形成增強(qiáng)電場的間隙也不均勻。換言之，根據(jù)向光器件入射的光的偏振方向，增強(qiáng)電場變強(qiáng)或變?nèi)?。此外，?dāng)例如用光刻法在光器件中形成金屬納米構(gòu)造時，通過設(shè)定與指定的方向平行的光的偏振方向，能夠提供理想的增強(qiáng)電場。換言之，如果不準(zhǔn)確地設(shè)定向光器件入射的光的偏振方向，增強(qiáng)電場變強(qiáng)或變?nèi)?。這樣，在具有由蒸鍍或光刻法形成的金屬納米構(gòu)造的光器件中，由增強(qiáng)電場引起的拉曼散射光的信號強(qiáng)度依存于向光器件入射的光的偏振方向。因而，通過切換向光器件入射的光的偏振方向，能夠提供更合適的增強(qiáng)電場。此外，在本發(fā)明第二方面涉及的檢測裝置中，當(dāng)上述切換部從上述第一光源組的上述多個光源中使第一光源有效、且上述檢測部檢測出的上述拉曼散射光在規(guī)定的強(qiáng)度以下時，上述切換部可以使上述第一光源無效，從上述第一光源組的上述多個光源中使第二光源有效。根據(jù)這樣，在實際檢測出基于第一光源的拉曼散射光時，如果基于第一光源的拉曼散射光的信號強(qiáng)度低，能夠從第一光源切換成第二光源，從而檢測出基于第二光源的拉曼散射光。此外，在本發(fā)明第三方面涉及的檢測裝置中，上述切換部可以具有可變控制上述光器件和通過上述切換部切換為有效的上述光源的相對位置的控制部。根據(jù)這樣，能夠在使多個光源中的任一個光源有效時，諸如使光源的位置變化。此外，在本發(fā)明第四方面涉及的檢測裝置中，上述切換部可以具有可變控制上述光器件和上述第一光學(xué)系統(tǒng)的相對位置的控制部。根據(jù)這樣，能夠在使多個光源中的任一個光源有效時，諸如使第一光學(xué)系統(tǒng)的位
置變化。此外，在本發(fā)明第五方面涉及的檢測裝置中，上述控制部可以使通過上述切換部切換為有效的上述光源的光軸與上述第一光學(xué)系統(tǒng)的光軸一致。根據(jù)這樣，能夠在使多個光源中的任一個光源有效時，在使變?yōu)橛行У墓庠吹墓廨S與第一光學(xué)系統(tǒng)的光軸一致的狀態(tài)下，使來自變?yōu)橛行У墓庠吹墓馊肷涞焦馄骷?。此外，在本發(fā)明第六方面涉及的檢測裝置中，上述控制部可以使通過上述切換部切換為有效的上述光源的光軸偏離上述第一光學(xué)系統(tǒng)的光軸。根據(jù)這樣，能夠在使多個光源中的任一個光源有效時，在使變?yōu)橛行У墓庠吹墓廨S偏離第一光學(xué)系統(tǒng)的光軸的狀態(tài)下，使來自變?yōu)橛行У墓庠吹墓馊肷涞焦馄骷?。此外，在本發(fā)明第七方面涉及的檢測裝置中，上述檢測裝置也可以還包括具有多個光源的第二光源組，其中，上述第二光源組的上述多個光源可以各自與上述第一光源組的上述多個光源中的任一個光源對應(yīng)，上述第二光源組的上述多個光源各自在有效的狀態(tài)下，能放射具有與上述第一光源組的上述多個光源中的對應(yīng)的一個光源的偏振方向相同的偏振方向的光，當(dāng)上述切換部從上述第一光源組的上述多個光源中使上述第二光源有效、 且上述檢測部檢測出的上述拉曼散射光在上述規(guī)定的強(qiáng)度以下時，上述切換部可以使上述
5第二光源保持為有效，并從上述第二光源組的上述多個光源中使第三光源有效，朝向上述導(dǎo)電體的來自上述第二光源的光所具有的偏振方向與朝向上述導(dǎo)電體的來自上述第三光源的光所具有的偏振方向相同。根據(jù)這樣，在實際檢測出基于第二光源的拉曼散射光時，如果基于第二光源的拉曼散射光的信號強(qiáng)度低，能夠使第二光源及第三光源有效，從而檢測出基于偏振方向相同的兩個光源的拉曼散射光。此外，在本發(fā)明第八方面涉及的檢測裝置中，上述光器件的上述導(dǎo)電體可以具有包括多個突起的第一突起組，上述第一突起組的上述多個突起可以各自沿著與上述導(dǎo)電體的假想平面平行的方向以第一周期排列，上述第一光學(xué)系統(tǒng)可以以來自通過上述切換部切換為有效的上述光源的上述光所具有的偏振方向的與上述假想平面平行的成分與上述第一突起組的排列方向平行的方式，使來自通過上述切換部切換為有效的上述光源的上述光入射到上述第一突起組。根據(jù)這樣，能夠通過第一突起組提高光器件中的增強(qiáng)電場。此外，能夠向光器件入射偏振方向的與假想平面平行的成分與第一突起組的排列方向平行的直線偏振光。通過這樣，能夠激發(fā)傳播型表面等離子體。此外，在本發(fā)明第九方面涉及的檢測裝置中，上述第一突起組的上述多個突起可以各自具有在上述第一突起組的頂面上通過導(dǎo)電體形成的第二突起組，與上述第一突起組的上述多個突起中的任一個突起對應(yīng)的上述第二突起組的多個突起可以各自沿著與上述假想平面平行的上述方向以比上述第一周期短的第二周期排列。 根據(jù)這樣，能夠通過第二突起組也提高光器件中的增強(qiáng)電場。此外，在本發(fā)明第十方面涉及的檢測裝置中，在排列有上述第一突起組、且是上述第一突起組的鄰接的突起間的面上，可以具有通過導(dǎo)電體形成的第三突起組，上述第三突起組的多個突起可以各自在上述第一突起組的上述鄰接的突起間沿與上述假想平面平行的上述方向以比上述第一周期短的第三周期排列。根據(jù)這樣，能夠在第三突起組中也提高光器件中的增強(qiáng)電場。此外，在本發(fā)明第十一方面涉及的檢測裝置中，上述光器件的上述導(dǎo)電體可以具有包括多個突起的第一突起組，上述第一突起組的上述多個突起可以各自沿著與上述導(dǎo)電體的假想平面平行的方向以第一周期排列，可以在使來自通過上述切換部切換為有效的上述光源的上述光的前進(jìn)方向相對于朝向上述假想平面的垂線傾斜時的表面等離子體共振在第一共振峰波長和第二共振峰波長各自下產(chǎn)生，包括上述第一共振峰波長的第一共振峰波段可以包括由上述表面等離子體共振引起表面增強(qiáng)拉曼散射的激發(fā)波長，包括上述第二共振峰波長的第二共振峰波段可以包括上述表面增強(qiáng)拉曼散射的拉曼散射波長。根據(jù)這樣，第一突起組的導(dǎo)電體的突起沿著與假想平面平行的方向，以第一周期排列。向以該第一周期排列的第一突起組入射有向與朝向假想平面的垂線傾斜的方向前進(jìn)的光。通過該入射的光，在第一共振峰波長和第二共振峰波長的各個波長中產(chǎn)生表面等離子體共振。這時，以在包括第一共振峰波長的第一共振峰波段中包括有表面增強(qiáng)拉曼散射的激發(fā)波長、在包括第二共振峰波長的第二共振峰波段中包括有表面增強(qiáng)拉曼散射的拉曼散射波長的方式，設(shè)定第一周期和光的入射角。通過這樣，可以提高激發(fā)波長下的電場增強(qiáng)度和拉曼散射波長下的電場增強(qiáng)度等。
此外，在本發(fā)明第十二方面涉及的檢測裝置中，上述檢測裝置也可以還包括將上述拉曼散射光導(dǎo)向上述檢測器的第二光學(xué)系統(tǒng)，其中，上述檢測器可以經(jīng)由上述第二光學(xué)系統(tǒng)接收上述拉曼散射光。根據(jù)這樣，能夠在第二光學(xué)系統(tǒng)中效率高地接受拉曼散射光。


圖1 (A)、圖1 (B)、圖1 (C)和圖1 (D)是本實施方式的檢測裝置的構(gòu)成例。圖2(A)、圖2(B)、圖2(C)和圖2(D)是拉曼散射光的檢測原理的說明圖。圖3是本實施方式的檢測裝置的具體構(gòu)成例。圖4是圖3的檢測裝置的框圖的一例。圖5是垂直共振器面發(fā)光激光器的構(gòu)造例。圖6 (A)圖6 (B)、圖6 (C)和圖6 (D)是多個光源的配置例。圖7是光源的特性的說明圖。圖8 (A)、圖8 (B)、圖8 (C)、圖8 (D)和圖8 (E)是光刻法的簡要說明圖。圖9 (A)、圖9 (B)、圖9 (C)、圖9 (D)和圖9 (E)是金屬納米構(gòu)造的制造工藝的簡要說明圖。圖10(A)及圖10(B)是由金屬納米構(gòu)造形成的增強(qiáng)電場的簡要說明圖。圖11是兩個共振峰的簡要說明圖。圖12是傳感器芯片的構(gòu)成例的立體圖。圖13是圖12的傳感器芯片的截面圖。圖14是傳感器芯片的反射光強(qiáng)度的特性例。圖15是表面等離子體激元的激發(fā)條件的說明圖。圖16是傳感器芯片的反射光強(qiáng)度的其他的特性例。圖17是圖12的傳感器芯片的變形例的立體圖。圖18是圖17的傳感器芯片的截面圖。圖19(A)及圖19(B)是用于使入射光傾斜地入射到傳感器芯片的方法的說明圖。圖20(A)及圖20(B)是導(dǎo)電體的制造方法的簡要說明圖。圖21 (A)、圖21 (B)、圖21 (C)是拉曼光譜的峰提取的簡要說明圖。
具體實施例方式下面，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。另外，以下所說明的本實施方式并不對權(quán)利要求書所記載的本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行不當(dāng)?shù)叵薅?，本實施方式所說明的構(gòu)成的全部未必必須為本發(fā)明的解決手段。1.概要1.1基本構(gòu)成圖1 (A)、圖1 (B)、圖1 (C)和圖1 (D)示出了本實施方式的檢測裝置的構(gòu)成例。如圖I(A)所示，檢測裝置包括光源組1、切換部6、光學(xué)系統(tǒng)以及檢測器5。光學(xué)系統(tǒng)(第一光學(xué)系統(tǒng))諸如包括半透半反鏡2及物鏡3。光源組1 (第一光源組)具有多個光源A D。 多個光源A D的各個光源在有效的狀態(tài)下，可放射具有相互不同的偏振方向的光。光源組1并不限定于圖I(A)的例子，既可以具有兩個光源，又可以具有三個光源，還可以具有五個以上光源。另外，光源可以具有方向性(directivity)，并優(yōu)選光源由具有高方向性的光源(例如，激光)構(gòu)成。切換部6切換多個光源A D，使多個光源A D中的任一個光源有效。具體地說，切換部6諸如只將光源B的電源設(shè)定為0N，將剩余的光源A、光源C及光源D的電源設(shè)定為OFF，從多個光源A D中諸如使光源B有效。半透半反鏡2及物鏡3 (廣義上的光學(xué)系統(tǒng))使來自通過切換部6變?yōu)橛行У睦绻庠碆的光入射到光器件4的導(dǎo)電體。檢測器 5從通過導(dǎo)電體散射或反射的光中檢測出拉曼散射光。檢測裝置也可以稱為拉曼檢測裝置， 還基于拉曼光譜進(jìn)行光譜分析的檢測裝置也可以稱為拉曼光譜儀。本申請的發(fā)明人認(rèn)識到由拉曼光譜儀等中所利用的光器件4的導(dǎo)電體附近的增強(qiáng)電場引起的拉曼散射光的信號強(qiáng)度依存于入射到光器件的光的偏振方向。因而，能夠通過切換部6切換多個光源A D，因此，通過切換入射到光器件的光的偏振方向，能夠提供更合適的增強(qiáng)電場。另外，關(guān)于拉曼散射光及增強(qiáng)電場進(jìn)行后述。在圖I(A)的例子中，雖然使光源B有效，但是在使光源B有效之前，例如也可以使光源A有效。也就是說，切換部6也可以將光源A(第一光源)切換成光源B (第二光源)。 具體地說，當(dāng)切換部6從多個光源A D中使光源A(切換前的光源)有效、且檢測部5檢測出的拉曼散射光在規(guī)定的強(qiáng)度以下時，切換部6可以使光源A無效，并從多個光源A D 中使光源B(切換后的光源)有效。多個光源A D的切換可以以規(guī)定的順序進(jìn)行，例如， 可以設(shè)定成光源A的優(yōu)先度高于光源B的優(yōu)先度。當(dāng)使光源B有效、且檢測部5檢測出的拉曼散射光在規(guī)定的強(qiáng)度以下時，切換部6 可以使光源B無效，使光源C有效。這時，例如，光源B的優(yōu)先度比光源C的優(yōu)先度高。此外，當(dāng)使光源C有效、且檢測部5檢測出的拉曼散射光在規(guī)定的強(qiáng)度以下時，切換部6可以使光源C無效，使光源D有效。這時，例如光源C的優(yōu)先度比光源D的優(yōu)先度高。另外，在圖I(A)的例子中，來自光源D的光Lin(入射光)的光路及來自光器件4 的光Lout (散射光、反射光)的光路并不準(zhǔn)確地代表實際的光路。換言之，僅示出來自光源 D的光Lin(入射光)的光路的存在及來自光器件4的光Lout (散射光、反射光)的光路的存在。在圖1 (B)的例子中，切換部6可以具有控制部7，該控制部7可變控制光器件4和通過切換部6變?yōu)橛行У睦绻庠碊的相對位置。另外，切換部6也可以不具有像圖1 (B) 所示那樣的控制部7，而使多個光源A D中的任一個光源有效。具體地說，當(dāng)切換部6具有控制部7時，控制部7至少能夠使變有效的例如光源D的位置變化，也可以使具有多個光源A D的光源組1整體的位置變化。另外，控制部7諸如可以具有XY載物臺等的動作部， 也可以只向動作部發(fā)送信號。在圖1 (B)的例子中，在隨著多個光源A D的切換，使光源D有效時，控制部7諸如可以使光源D的位置變化。另外，控制部7也可以使光器件4的位置變化。在圖I(B)的例子中，控制部7使光源D的位置變化，以使光源D的光軸Laxl與物鏡3的光軸Lax2 (廣義上的光學(xué)系統(tǒng)的光軸)一致。這時，雖然實際上預(yù)想來自光源D的光Lin與光源D的光軸Laxl及物鏡3的光軸 Lax2重合，但是在圖I(B)的例子中，來自光源D的光Lin以與光源D的光軸Laxl及物鏡3的光軸Lax2不重合方式被示出。在圖I(B)的例子中，為能理解光源D的光軸Laxl和物鏡 3的光軸Lax2 —致，來自光源D的光Lin以與光源D的光軸Laxl及物鏡3的光軸Lax2不重合的方式被圖示。在圖1 (C)的例子中，控制部7使光源D的位置變化，以使光源D的光軸Laxl與物鏡3的光軸Lax2錯開。這時，雖然實際上預(yù)想來自光源D的光Lin與光源D的光軸Laxl 重合，但是在圖I(C)的例子中，來自光源D的光Lin以與光源D的光軸Laxl不重合的方式被示出。在圖1 (C)的例子中，為能理解光源D的光軸Laxl和物鏡3的光軸Lax2不一致， 來自光源D的光Lin以與光源D的光軸Laxl不重合的方式被圖示。在圖I(D)的例子中，切換部6可以具有可變控制光器件4和光學(xué)系統(tǒng)的相對位置的控制部7。具體地說，在隨著多個光源A D的切換，諸如使光源A有效時，控制部7諸如能夠使物鏡3的位置變化。通過使物鏡3的位置變化，能夠使變?yōu)橛行У睦绻庠碅的光軸與物鏡3的光軸一致，但也可以使光源A的光軸與物鏡的光軸錯開。1. 2檢測原理圖2 (A)、圖2 (B)、圖2 (C)和圖2 (D)示出了拉曼散射光的檢測原理的說明圖。在圖2(A)的例子中，針對拉曼分光進(jìn)行說明，當(dāng)向目標(biāo)分子(廣義上的目標(biāo)物)照射有入射光(振動數(shù)ν)時，則通常大部分入射光作為瑞利散射光被散射，瑞利散射光的振動數(shù)ν或波長不變化。入射光的一部分作為拉曼散射光被散射，拉曼散射光的振動數(shù)(v-v’及v+v’) 或波長反映目標(biāo)分子的振動數(shù)V’ (分子振動)。入射光的一部分因使目標(biāo)分子振動而失掉能量，但目標(biāo)分子的振動能量有時被附加到拉曼散射光的振動能量或光能上。將這樣的振動數(shù)的位移(V’ )稱為拉曼位移。在圖2(B)的例子中，示出目標(biāo)分子諸如為乙醛分子時的拉曼光譜。換言之，通過分析圖2(B)所示的拉曼光譜，諸如能夠確定乙醛分子。不過，當(dāng)目標(biāo)分子為微量時，拉曼散射光通常是微弱的，并很難檢測出或確定目標(biāo)分子。因而，優(yōu)選提供增強(qiáng)電場并通過增強(qiáng)電場增強(qiáng)拉曼散射光。另外，圖2(B)的拉曼光譜用波數(shù)表示拉曼位移。在圖2(C)的例子中，對向金屬微粒子20照射入射光(照射光)時所形成的增強(qiáng)電場進(jìn)行說明。當(dāng)向比入射光的波長小的金屬微粒子20(金屬納米粒子)照射入射光時， 入射光的電場作用于金屬微粒子20的表面所存在的自由電子上，并引起共振。通過這樣， 由自由電子引起的電偶極子在金屬微粒子20內(nèi)被激發(fā)，在金屬微粒子20的附近形成有比入射光的電場強(qiáng)的增強(qiáng)電場。該現(xiàn)象是比入射光的波長小的金屬微粒子20等導(dǎo)電體所特有的現(xiàn)象。在圖2(D)的例子中，對向光器件4照射了入射光時的表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS: Surface Enhanced Raman Scattering)進(jìn)行說明。光器件4諸如具有基板100，并通過在基板100的凸部105上形成金屬微粒子20，能夠提供具有多個突起110的突起組115 (廣義上的金屬納米構(gòu)造)。通過向這樣的光器件照射入射光，能夠在突起組115的鄰接的突起 110(形成在凸部105上的導(dǎo)電體)間形成增強(qiáng)電場。當(dāng)在增強(qiáng)電場中進(jìn)入有目標(biāo)分子時， 則其目標(biāo)分子的拉曼散射光在增強(qiáng)電場中被增強(qiáng)，從而拉曼散射光的信號強(qiáng)度變強(qiáng)。在這樣的表面增強(qiáng)拉曼散射中，即使目標(biāo)分子是微量的，也能夠提高檢測靈敏度。另外，雖然優(yōu)選圖I(A)至圖I(D)所示的光器件4具有像圖2 (D)所示那樣的金屬納米構(gòu)造，但是也可以不提供像圖2(C)所示那樣的增強(qiáng)電場。
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2.具體例2. 1整體構(gòu)成圖3示出本實施方式的檢測裝置的具體構(gòu)成例。以下，對與在圖1等中已說明的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素附加相同符號，并適當(dāng)省略說明。圖3所示的檢測裝置包括傳感器芯片300 (廣義上的光器件4)及誘導(dǎo)部420 (輸送部)。目標(biāo)物從吸引口 400 (輸入口) 被導(dǎo)入到誘導(dǎo)部420的內(nèi)部，并從排出口 410排出到誘導(dǎo)部420的外部。在圖3的例子中， 檢測裝置在排出口 410附近具有鼓風(fēng)機(jī)450 (廣義上的吸引部)，當(dāng)使鼓風(fēng)機(jī)450工作時， 則誘導(dǎo)部420的吸引流路421、傳感器芯片300附近的流路422及排出流路423內(nèi)的壓力 (氣壓)降低。通過這樣，目標(biāo)物(氣體樣本)被吸引到誘導(dǎo)部420。目標(biāo)物通過吸引流路 421，經(jīng)由傳感器芯片300附近的流路422從排出流路423被排出。這時，目標(biāo)物的一部分附著在傳感器芯片300的表面(導(dǎo)電體)上。目標(biāo)物諸如可以假想為毒品、酒精、殘留農(nóng)藥等的稀薄分子或病毒等病原體等。在圖3的例子中，檢測裝置具有罩440，罩440能夠收納傳感器芯片300等。此外， 檢測裝置具有外殼500，在外殼500內(nèi)諸如包括光源組1、半透半反鏡2、物鏡3及檢測器5， 檢測器5諸如具有分光元件370及光接收元件380。分光元件370諸如可以由標(biāo)準(zhǔn)具構(gòu)成。 而且，檢測裝置可以包括聚光透鏡360、濾光器365、處理部460、電力供給部470、通信接口 510及電源接口 520。在圖3的例子中，光源組1諸如具有三個光源A C，并還具有諸如三個準(zhǔn)直透鏡 320及諸如三個偏振控制元件330。另外，三個準(zhǔn)直透鏡320各自與三個光源A C中的任一個光源對應(yīng)。此外，三個偏振控制元件330的各個也與三個光源A C中的任一個光源對應(yīng)。從三個光源A C中的任一個光源射出的光通過準(zhǔn)直透鏡320變成平行光，并通過偏振控制元件330變成直線偏振光。另外，作為光源諸如采用面發(fā)光激光器，只要可發(fā)出具有直線偏振光的光，則能夠省略偏振控制元件330。來自三個光源A C中的任一個光源的光被半透半反鏡2(分色鏡)向傳感器芯片300的方向引導(dǎo)，并在物鏡3中被聚光，從而入射到傳感器芯片300。傳感器芯片300的表面諸如形成有金屬納米構(gòu)造。從傳感器芯片300諸如放射有由表面增強(qiáng)拉曼散射引起的瑞利散射光及拉曼散射光。來自傳感器芯片300的瑞利散射光及拉曼散射光經(jīng)過物鏡3，被半透半反鏡2向檢測器5的方向引導(dǎo)。在圖3的例子中，來自傳感器芯片300的瑞利散射光及拉曼散射光在聚光透鏡360 中被聚光，并到達(dá)到濾光器365。而且，通過濾光器365(例如，陷波濾波器)選出拉曼散射光，光接收元件380經(jīng)由分光元件370接收該拉曼散射光。通過分光元件370的光的波長可以通過處理部460進(jìn)行控制(選擇)。光接收元件380通過光學(xué)系統(tǒng)及分光元件370接收拉曼散射光。光學(xué)系統(tǒng)(第二光學(xué)系統(tǒng))諸如包括半透半反射2、聚光透鏡360及濾光器365。通過分光元件370及光接收元件380，獲得目標(biāo)物所特有的拉曼光譜，并通過核對已獲得的拉曼光譜和預(yù)先保持的數(shù)據(jù)，能夠確定目標(biāo)物。在圖3的例子中，處理部460諸如能夠執(zhí)行圖1㈧等所示的切換部6的功能，處理部460諸如能夠使三個光源A C中的任一個光源有效。處理部460諸如能夠執(zhí)行圖1 (B) 等所示的控制部7的功能，處理部460諸如能夠可變控制光源D的位置。此外，處理部460
10可以向除圖3所示的光源組1以外的檢測器5、鼓風(fēng)機(jī)450等發(fā)送命令，處理部460不僅控制光源組1，也能夠控制檢測器5、鼓風(fēng)機(jī)450等。而且，處理部460可以基于拉曼光譜執(zhí)行光譜分析，從而處理部460能夠確定目標(biāo)物。另外，處理部460能夠?qū)⒗⑸涔獾臋z測結(jié)果、拉曼光譜的光譜分析結(jié)果等諸如發(fā)送給與通信接口 510連接的外部設(shè)備(未圖示)。在圖3的例子中，電力供給部470可以向圖3所示的處理部460、光源組1、檢測器 5、鼓風(fēng)機(jī)450等供給電力。電力供給部470諸如可以由二次電池構(gòu)成，也可以由一次電池、 AC適配器等構(gòu)成。當(dāng)電力供給部470由二次電池構(gòu)成時，例如，與電源接口 520連接的充電器(未圖示)可以對二次電池進(jìn)行充電。當(dāng)電力供給部470由AC適配器構(gòu)成時，AC適配器被配置在檢測裝置的外部，并與電源接口 520連接。另外，檢測裝置諸如可以包括顯示部(在圖4的例子中的顯示部M0)，顯示部可以顯示電力供給部470的狀態(tài)(例如，電池沒電、充電中、充電結(jié)束、供電中等)。圖4示出了圖3的檢測裝置的框圖的一例。以下，對與在圖3等中已說明的構(gòu)成要素相同構(gòu)成要素附加相同符號，并適當(dāng)省略說明。如圖4所示，檢測裝置諸如還可以包括顯示部M0、操作部550及接口 530。此外，圖3所示的處理部460諸如可以具有CPU (Central Processing Unit 中央處理器)461、RAM (Random Access Memory :隨機(jī)存取存儲器)462、 ROM (Read Only Memory 只讀存儲器)463。而且，檢測裝置諸如可以包括光源驅(qū)動器15、分光驅(qū)動器375、光接收電路385及鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動器455。以下，對圖4所示的檢測裝置的操作例進(jìn)行說明。在圖4的例子中，CPU 461能夠判斷檢測拉曼散射光的準(zhǔn)備是否已完成，CPU 461 能夠?qū)⒈硎酒錅?zhǔn)備已完成的信號發(fā)送給顯示部Mo。此外，CPU 461也能夠?qū)⒊撔盘栆酝獾男盘柊l(fā)送給顯示部M0，顯示部540能夠根據(jù)來自CPU 461的信號(顯示信號)，向用戶提供各式各樣的顯示。當(dāng)顯示部540示出檢測拉曼散射光的準(zhǔn)備已完成時，用戶可以操作操作部550開始拉曼散射光的檢測。當(dāng)來自操作部陽0的信號(操作信號)表示檢測的開始時，CPU 461 可以通過光源驅(qū)動器15起動光源組1。具體地說，光源驅(qū)動器15 (廣義上的CPU 461)能夠按照規(guī)定的順序使光源組1的至少一個光源的電源0N(接通)。例如，能夠只使圖3的光源A的電源0N。另外，光源組1不僅具有至少一個光源，還具有溫度傳感器(未圖示)及光量傳感器(未圖示)，光源組1諸如可以將光源A的溫度及光量通過光源驅(qū)動器15發(fā)送給 CPU 461。CPU 461諸如接收光源A的溫度及光量并能夠判斷光源A的輸出是否穩(wěn)定。諸如在光源A的電源處于ON的狀態(tài)下，根據(jù)情況，在光源A的輸出穩(wěn)定后，CPU 461能夠通過鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動器455起動鼓風(fēng)機(jī)450。另外，CPU 461 (廣義上的處理部460)諸如能夠執(zhí)行圖1 (A)等所示的切換部6的功能，CPU 461諸如能夠通過光源驅(qū)動器15以規(guī)定的順序切換光源組1的多個光源。此夕卜， CPU 461諸如能夠執(zhí)行圖1 (B)等所示的控制部7的功能，CPU 461諸如能夠通過光源驅(qū)動器15，可變控制在光源組1的多個光源中的例如變?yōu)橛行У墓庠吹奈恢谩Ａ硗?，CPU 461諸如也可以通過光源驅(qū)動器15或透鏡驅(qū)動器(未圖示)可變控制諸如圖1 (D)等所示的物鏡 3的位置。在圖4的例子中，鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動器455能夠使鼓風(fēng)機(jī)450的電源0N，通過這樣，目標(biāo)物(氣體樣本)被吸引到圖3的誘導(dǎo)部420。例如，當(dāng)圖3的光源A的電源被ON時，來自光源A的光通過半透半反鏡2到達(dá)到圖3的傳感器芯片300。據(jù)此，瑞利散射光及拉曼散射光從傳感器芯片300向半透半反鏡2返回來。瑞利散射光及拉曼散射光從傳感器芯片300通過聚光透鏡360到達(dá)到濾光器365。濾光器365 —方面遮擋瑞利散射光，另一方面將拉曼散射光導(dǎo)入到分光元件370。以上，在從吸入口 400(輸入口)到誘導(dǎo)部420、排出口 410為止的流路阻力比較小的情況下可通過鼓風(fēng)機(jī)450來實現(xiàn)，但當(dāng)流路阻力比較大時，可以使用吸引泵(未圖示)等替代鼓風(fēng)機(jī)450。在圖4的例子中，分光驅(qū)動器375 (廣義上的CPU 461)能夠控制分光元件370。分光元件370諸如可以由能夠改變共振波長的可變標(biāo)準(zhǔn)具分光器構(gòu)成。當(dāng)分光元件370為利用了法布里珀羅共振的標(biāo)準(zhǔn)具時，分光驅(qū)動器375能夠在調(diào)整相互對置的兩片標(biāo)準(zhǔn)具板的距離的同時，改變(選擇)通過標(biāo)準(zhǔn)具的光的波長。具體地說，當(dāng)將通過標(biāo)準(zhǔn)具的光的波長設(shè)定在從第一波長到第N波長的范圍時，首先，以具有第一波長的光呈現(xiàn)最大強(qiáng)度的方式設(shè)定兩片標(biāo)準(zhǔn)具板的距離。之后，以具有從第一波長只錯開半寬度的第二波長的光呈現(xiàn)最大強(qiáng)度方式再次設(shè)定兩片標(biāo)準(zhǔn)具板的距離。邊用這樣的方法依次選擇第一波長、第二波長、 第三波長、……、第N波長，邊用光接收元件380接收通過標(biāo)準(zhǔn)具的光。在圖4的例子中，光接收電路385(廣義上的CPU 461)能夠?qū)⒐饨邮赵?80接收的光作為電信號提取。CPU 461可以以數(shù)字形式接收該電信號，并將該值存儲到RAM 462 中。通過分光元件370將第一波長至第N波長的范圍的光選擇性地導(dǎo)入到光接收元件380， CPU 461能夠?qū)⒗庾V以數(shù)字形式存儲到RAM 462中。在圖4的例子中，CPU 461能夠?qū)AM 462所存儲的目標(biāo)物所特有的拉曼光譜數(shù)據(jù)和諸如預(yù)先存儲到ROM 463中的已知的拉曼光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。CPU 461能夠基于比較結(jié)果判定目標(biāo)物是什么物質(zhì)。CPU 461能夠?qū)⒈硎颈容^結(jié)果或判定結(jié)果的信號發(fā)送給顯示部M0。通過這樣，顯示部540能夠向用戶示出比較結(jié)果或判定結(jié)果。此外，CPU 461也可以從通信接口 510輸出表示比較結(jié)果或判定結(jié)果的數(shù)據(jù)。接口 530能夠以規(guī)定的規(guī)格執(zhí)行在CPU 461和與通信接口 510連接的外部設(shè)備(未圖示)之間的數(shù)據(jù)的交接。在圖4的例子中，CPU 461能夠判定電力供給部470的狀態(tài)。當(dāng)電力供給部470諸如由一次電池或二次電池構(gòu)成時，CPU 461能夠判定表示一次電池或二次電池的電壓的數(shù)據(jù)諸如是否為小于等于ROM 463所預(yù)先存儲的規(guī)定值。CPU 461能夠?qū)⒈硎九卸ńY(jié)果的信號輸送給顯示部M0。通過這樣，顯示部540能夠向用戶示出判定結(jié)果(例如電池沒電需要充電)或基于判定結(jié)果的指示。此外，當(dāng)電力供給部470諸如由二次電池構(gòu)成時，CPU 461 能夠判定二次電池是否被充電等。在圖4的例子中，電力供給部470能夠?qū)㈦娏┙o部470的狀態(tài)發(fā)送給CPU 461。 此外，電力供給部470能夠向具有CPU 461等的處理部460供給電力。雖然圖4未示出，但是電力供給部470也可以向光源驅(qū)動器15、光接收電路385、光源組1等構(gòu)成檢測裝置的部件供給電力。2. 2 光源圖5示出了垂直共振器面發(fā)光激光器的構(gòu)造例。在圖5的例子中，在η型GaAs 基板上形成有η型DBR (Diffracted Bragg Reflector 布拉格反射衍射)層。η型 DBR(Diffracted Bragg Reflector)層的中央部設(shè)置有活性層及氧化狹窄層。在活性層及氧化狹窄層上設(shè)置有P型DBR層。在P型DBR層及η型DBR層上設(shè)置絕緣層，并在絕緣層上形成電極。在η型GaAs基板的背側(cè)也形成電極。在圖5的例子中，活性層介于η型DBR 層和ρ型DBR層之間，形成了通過活性層產(chǎn)生的光在η型DBR層和ρ型DBR層之間進(jìn)行共振的垂直共振器。另外，垂直共振器面發(fā)光激光器并不限定于圖5的例子，諸如也可以省略
氧化狹窄層。例如，優(yōu)選圖1 (A)等所示的光源組1的多個光源的各個光源是使光向與基板面垂直方向共振、并可向與基板面垂直的方向(光源的光軸Laxl)放射光的垂直共振器面發(fā)光激光器(廣義上的面發(fā)光激光器)。通過利用垂直共振器面發(fā)光激光器，能夠構(gòu)成為單色 (單一波長)且直線偏振光的光源。此外，垂直共振器面發(fā)光激光器可以小型化，并適于向便攜式檢測裝置的組裝。此外，根據(jù)垂直共振器面發(fā)光激光器的構(gòu)造，在制造工序中即使不劈開基板，也可形成共振器或檢查激光特性，并適合于大批量生產(chǎn)。而且，垂直共振器面發(fā)光激光器與其他的半導(dǎo)體激光器相比，可比較廉價地制造，諸如也可以提供二維陣列式垂直共振器面發(fā)光激光器。而且，因垂直共振器面發(fā)光激光器的閾值電流小，因此，能夠使檢測裝置的耗電量降低。此外，即使低電流，也可以高速調(diào)制垂直共振器面發(fā)光激光器，且相對于垂直共振器面發(fā)光激光器的溫度變化的特性變化的幅度小，從而能夠使垂直共振器面發(fā)光激光器的溫度控制部簡單化。另外，變形圖5的例子，垂直共振器面發(fā)光激光器能夠提供穩(wěn)定的偏振面(廣義上的偏振方向)。這時，替代圖3的偏振控制元件330，諸如圖3的三個光源A C(垂直共振器面發(fā)光激光器)的各個光源能夠具有諸如像日本專利文獻(xiàn)2所公開那樣的變形附加部。 在日本專利文獻(xiàn)2的例子中，日本專利文獻(xiàn)2的變形附加部19與垂直共振器面發(fā)光激光器的共振器IOB鄰接配置。日本專利文獻(xiàn)2的變形附加部19通過向日本專利文獻(xiàn)2的共振器IOB給予各向異性應(yīng)力，使其變形，從而在日本專利文獻(xiàn)2的共振器IOA內(nèi)產(chǎn)生雙折射、 增益的偏振依賴性。通過這樣，能夠提供穩(wěn)定的偏振面。圖6(A)、圖6(B)、圖6(C)和圖6(D)示出多個光源的配置例。在圖6(A)的例子中， 一維陣列式垂直共振器面發(fā)光激光器由四個光源A D構(gòu)成，四個光源A D的各個光源具有變形附加部。在圖6(A)的例子中，光源A可放射具有偏振方向DA的光。剩余的光源 B D可分別放射具有偏振方向DB DD的光。圖6 (B)的例子示出由四個光源A D構(gòu)成的二維陣列式垂直共振器面發(fā)光激光器。在圖6 (C)的例子中，二維陣列式垂直共振器面發(fā)光激光器由四個光源A D及四個光源Α2 D2構(gòu)成。變形圖6(C)的例子，也可以采用圖6(D)的例子。在將四個光源 A D稱為第一光源組1時，可以將四個光源Α2 D2稱為第二光源組8。第二光源組8的多個光源Α2 D2各自與第一光源組1的多個光源A D中的任一個光源對應(yīng)。例如，在圖6 (C)的例子中，光源Α2與光源A對應(yīng)，光源Α2在有效的狀態(tài)下，可放射具有與光源A的偏振方向DA相同的偏振方向DA的光。剩余的光源Β2 D2分別與光源B D對應(yīng)，并在有效的狀態(tài)下，可放射具有與光源B D的偏振方向DB DD相同的偏振方向DB DD的光。例如，在圖I(D)的例子中，在即使依次切換第一光源組的光源A C，檢測部5檢測出的拉曼散射光也在規(guī)定的強(qiáng)度以下時，切換部6能夠選擇光源D，并只使光源D的電源 ON。不過，有時即使使光源D有效，檢測部5檢測出的拉曼散射光也依舊在規(guī)定的強(qiáng)度以下。 在這樣的情況下，優(yōu)選檢測部5檢測具有最高強(qiáng)度的拉曼散射光。而且，例如，變形圖I(D)
13的例子，優(yōu)選檢測裝置還包括諸如像圖6(C)所示那樣的第二光源組8。例如，當(dāng)切換部6從第一光源組1的多個光源A D中使光源D有效、且檢測部4 檢測出的拉曼散射光在規(guī)定的強(qiáng)度以下時，切換部6能夠使光源D及光源D2兩個光源有效。根據(jù)這樣，提高檢測部4能夠以比規(guī)定的強(qiáng)度大的強(qiáng)度檢測出借助諸如偏振方向DD相同的兩個光源D及D2引起的拉曼散射光的可能性。另外，變形圖6(C)的例子，也可以準(zhǔn)備偏振方向相同的大于等于三個的光源。圖7示出了光源的特性的說明圖。在圖7的例子中，用表格表示可利用于光源的激光器的特性。垂直共振器面發(fā)光激光器(VCSEL)適應(yīng)于上述那樣的檢測裝置的光源，但檢測裝置可以采用像圖7所示那樣的其它的激光器，也可以采用除激光器以外的光源。2. 3光器件(基于光刻法的金屬納米構(gòu)造)圖8(A)、圖8(B)、圖8(C)、圖8(D)和圖8(E)示出了光刻法的簡要說明圖。在圖 8(A)的例子中，示出利用了紫外激光器的光干涉曝光裝置的簡要構(gòu)成，作為光源諸如可以利用具有266nm波長、200mW輸出的連續(xù)振蕩(CW Continuous WaVe(連續(xù)波))激光器。來自紫外激光器的光經(jīng)由快門由反射鏡折回，并通過半透半反鏡向兩側(cè)進(jìn)行分支。從半透半反鏡分支的兩束光分別由反射鏡折回并經(jīng)由物鏡及針孔，通過這樣，光束直徑擴(kuò)大。通過使光束直徑擴(kuò)大了的來自紫外激光器的光照射到掩模，制成曝光圖案，并能夠使曝光圖案照射到涂敷了抗蝕劑層的基板100。這時，來自兩側(cè)掩模的曝光圖案相互干涉，可將干涉圖案形成在抗蝕劑層(基板100)上。此外，也可以通過諸如半透半反鏡及CCD攝像頭通過監(jiān)視器確認(rèn)曝光圖案。在將規(guī)定的干涉圖案(廣義上的規(guī)定的曝光圖案)曝光到抗蝕劑層(基板100)上之后，能夠顯影抗蝕劑層，并只保留需要部分的抗蝕劑層。之后，可以將基板100浸漬到進(jìn)行蝕刻的溶液中，或用干式蝕刻只進(jìn)行需要量的蝕刻。在蝕刻后，能夠除去殘留在基板100 上的抗蝕劑層。通過這樣，能夠?qū)⒒?00的表面加工成微細(xì)的凹凸?fàn)?。之后，可以在基?100的表面上附加諸如金屬微粒子，作為導(dǎo)電體，從而形成金屬納米構(gòu)造。對金屬納米構(gòu)造的制造工藝的概要進(jìn)行后述(參照圖9(A)至圖9(E))。在圖8(B)的例子中，用俯視圖及截面圖示出具有金屬納米構(gòu)造的基板100。在該例子中，基板100 (金屬納米構(gòu)造)具有由多個突起110構(gòu)成的突起組115，多個突起110 (金屬微粒子20)以一維周期配置。此外，在圖8(C)的例子中，也用俯視圖及截面圖示出具有金屬納米構(gòu)造的基板 100。在該例子中，多個突起110(金屬微粒子20)以二維周期配置。在圖8(D)的例子中， 示出有以立體示出具有金屬納米構(gòu)造的基板100的電子顯微鏡照片，諸如與圖8(C)對應(yīng)。 在圖8(E)的例子中，示出有以俯視示出具有金屬納米構(gòu)造的基板100的SEM照片，諸如與圖8(C)對應(yīng)。諸如由金(Au)構(gòu)成的多個突起110的周期(節(jié)距)諸如約為140nm。另外，也可以諸如使用電子束曝光裝置替代光干涉曝光裝置，形成金屬納米構(gòu)造。 電子束曝光裝置與光干涉曝光裝置相比具有曝光的自由度高的優(yōu)點，另一方面，光干涉曝光裝置與電子束曝光裝置相比具有光器件的批量生產(chǎn)性高的優(yōu)點。圖9(A)、圖9(B)、圖9(C)、圖9(D)和圖9 (E)示出了金屬納米構(gòu)造的制造工藝的簡要說明圖。以下，對與在圖8(B)等中已說明的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素附加相同符號，并適當(dāng)省略說明。具體地說，諸如在圖8(C)等中示出的金屬納米構(gòu)造可以如下那樣的進(jìn)行制造。如圖9(A)所示，基板100具有抗蝕劑層101。抗蝕劑層101諸如通過旋涂被涂敷在基板100上，之后進(jìn)行干燥。在向抗蝕劑層101曝光規(guī)定的圖案時，能夠使用諸如在圖8(A) 中示出的光干涉曝光裝置?？刮g劑層101可以使用諸如正型抗蝕劑層，抗蝕劑層101的膜厚諸如為Ιμπι。在圖9(A)的例子中，從兩個方向向抗蝕劑層101照射光，兩束光分別具有諸如格子狀的曝光圖案。根據(jù)兩束光相交的角度，能夠形成各式各樣的干涉圖案。另外，干涉圖案的大小能夠變小到光干涉曝光裝置諸如紫外激光器的波長的一半。當(dāng)將干涉圖案的潛影形成在抗蝕劑層101內(nèi)并顯影抗蝕劑層101時，則諸如能夠形成像圖9(B)所示那樣的抗蝕劑圖案。如圖9(B)所示，基板100具有由抗蝕劑圖案保護(hù)的部分和未由抗蝕劑圖案保護(hù)的部分。之后，蝕刻未由抗蝕劑圖案保護(hù)的部分，例如，如圖9(C)所示，在基板100上形成有凹部104。之后，通過除去殘留在基板100上的抗蝕劑層101，露出有諸如像圖9(D)所示那樣的基板100的凸部105。之后，諸如用濺射裝置將由金屬微粒子20形成的金屬膜形成在基板100上。在初期狀態(tài)中，在基板100整體上形成有薄的金屬膜，但在凸部105附近逐漸地附著有較多的金屬微粒子20，從而能夠由諸如像圖9(E)所示那樣的金屬膜形成多個突起110(金屬納米構(gòu)造)。當(dāng)向具有多個突起110(金屬納米構(gòu)造)的突起組115照射諸如直線偏振的激光時，則根據(jù)激光光的偏振方向激發(fā)出局部等離子體，并在突起組115的鄰接的突起110間的間隙中形成有強(qiáng)的增強(qiáng)電場。在突起組115的鄰接的突起110間的間隙可以通過金屬膜的膜厚來控制，該間隙的大小成為主要支配增強(qiáng)電場的強(qiáng)度的要素。金屬微粒子20或金屬膜諸如可以由金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)、鈀(Pd)或白金(Pt)構(gòu)成，此外，可以由這些的合金(組合)構(gòu)成。優(yōu)選金屬微粒20或金屬膜由金 (Au)或銀(Ag)構(gòu)成，從而能夠容易顯現(xiàn)局部等離子體、增強(qiáng)電場或表面增強(qiáng)拉曼散射。圖10(A)、圖10⑶示出由金屬納米構(gòu)造形成的增強(qiáng)電場的簡要說明圖。以下，對與在圖2(D)等中已說明的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素附加相同符號，并適當(dāng)省略說明。目標(biāo)分子(氣體樣本)諸如從圖3所示的吸引口 400被吸引到誘導(dǎo)部420的內(nèi)部，并到達(dá)到傳感器芯片300(廣義上的光器件4)附近的流路422。在圖10(A)的例子中，光器件4具有金屬納米構(gòu)造，當(dāng)向金屬納米構(gòu)造照射來自光源的光Lin(入射光)時，則在凸部105的間隙中形成有增強(qiáng)電場。在圖10(B)的例子中，用虛線示出光Lin(入射光)的照射范圍。另外， 當(dāng)在增強(qiáng)電場中進(jìn)入有目標(biāo)分子時，就會產(chǎn)生有包含該目標(biāo)分子的振動數(shù)的信息的拉曼散射光。此外，該拉曼散射光通過增強(qiáng)電場而增強(qiáng)，產(chǎn)生有表面增強(qiáng)拉曼散射。當(dāng)凸部105的間隙小，凸部105的高度(凹部104的深度)變大時，則諸如圖10 (A) 等所示的增強(qiáng)電場通常變強(qiáng)。此外，如果光Lin(入射光)的強(qiáng)度強(qiáng)，則增強(qiáng)電場也變強(qiáng)。 但是，當(dāng)凸部105的間隙過窄時，則由于目標(biāo)分子進(jìn)入到間隙(增強(qiáng)電場)的概率也變低， 所以凸部105的間隙諸如可以設(shè)定為數(shù)nm至數(shù)lOnm。此外，當(dāng)凸部105的高度(凹部104 的深度)變大時，則在目標(biāo)分子一旦進(jìn)入到間隙(增強(qiáng)電場)之后，離開間隙(增強(qiáng)電場) 的時間變長，從而表示拉曼散射光的檢測信號或拉曼光譜穩(wěn)定。此外，能夠根據(jù)金屬納米構(gòu)造的金屬的種類選擇光Lin(入射光)的波長。當(dāng)金屬納米構(gòu)造諸如由金(Au)構(gòu)成時，能夠?qū)⒐釲in的波長諸如設(shè)定為633nm。此外，當(dāng)金屬納米構(gòu)造諸如由銀(Ag)構(gòu)成時，能夠?qū)⒐釲in的波長諸如設(shè)定為514nm。此外，也能夠根據(jù)目標(biāo)分子的種類選擇光Lin的波長。另外，當(dāng)氣體樣本包含除目標(biāo)分子以外的雜質(zhì)時，為了抑制雜質(zhì)的熒光，也可以將光Lin的波長諸如設(shè)定為780nm左右。2. 4表面等離子體共振峰在向諸如圖10(A)等所示的光器件4的金屬納米構(gòu)造(廣義上的導(dǎo)電體)照射光 Lin(入射光)時，由于通常只存在有一個寬的表面等離子體共振峰，所以需要相對于激發(fā)波長(與瑞利散射波長相等)和拉曼散射波長，將共振峰的位置設(shè)定在恰當(dāng)?shù)奈恢?。因此?如果將共振峰波長設(shè)定在激發(fā)波長和拉曼散射波長之間，則能夠在激發(fā)過程和拉曼散射過程兩個過程中期待電場增強(qiáng)效果。不過，由于共振峰是寬的，所以在各個過程中共振的強(qiáng)度變?nèi)酰瑥亩荒苷f整個過程的增強(qiáng)度是充分的。因而，向光器件4傾斜地入射入射光從而產(chǎn)生兩個共振峰，并通過將其兩個共振峰設(shè)定成激發(fā)波長和拉曼波長，從而能夠使檢測靈敏度或傳感器靈敏度提高。為了實現(xiàn)應(yīng)用了表面增強(qiáng)拉曼散射的高靈敏度的傳感器芯片300(廣義上的光器件4)，優(yōu)選局部電場的增強(qiáng)度(以下，適當(dāng)省略為增強(qiáng)度)盡可能大。增強(qiáng)度α用下式(1) 來表示(M. Inoue, K. ohtaka, J. Phys. Soc. Jpn.，52，3853 (1983))。在這里，α ray 是激發(fā)波長下的增強(qiáng)度，α ram是拉曼散射波長下的增強(qiáng)度。α = α ray X α ram (1)根據(jù)上式(1)，能夠同時提高激發(fā)過程中的增強(qiáng)度和拉曼散射過程中的增強(qiáng)度這兩個增強(qiáng)度，從而提高表面增強(qiáng)拉曼散射過程中的增強(qiáng)度。因此，例如，如圖11所示，只在激發(fā)波長及拉曼散射波長的附近產(chǎn)生較強(qiáng)的兩個共振峰。通過這樣，根據(jù)兩散射過程的相乘效果，能夠提高局部電場的增強(qiáng)效果。圖12是傳感器芯片的構(gòu)成例的立體圖。如圖12所示，傳感器芯片300包括基板 100(基材)及突起組115(第一突起組)。具有多個突起110的突起組115由導(dǎo)電體構(gòu)成， 導(dǎo)電體雖然典型的是金屬(例如金(Au))，但是也可以為半導(dǎo)體(例如多晶硅)等。多個突起110在沿基板100的平面(廣義上的假想平面)的第一方向Dl上周期地配置。在這里，基板100的平面諸如是形成有突起組115的一側(cè)的基板100的表面120， 也可以是與表面120平行的面。更具體地說，突起組115的各突起110在突起的排列方向 (第一方向Dl)上的截面形狀從基材100的表面120形成為凸形狀。凸形狀是矩形或梯形、 弧形等，諸如也可以具有以象圖8(D)、圖9(E)等示出那樣的復(fù)雜的曲線定義的截面形狀。 例如，如圖12所示，突起組115在俯視基板100時，形成為與和第一方向Dl正交的第二方向D2平行的條紋狀。圖13示出圖12的傳感器芯片的截面圖。該截面圖的截面是與基板100的平面垂直的面，并是與突起組115的排列方向(第一方向Dl)平行的面。如圖13所示，將基板100 的平面的法線方向視為第三方向D3。在圖13的例子中，基板100具有玻璃基板130、形成在玻璃基板130上的金屬薄膜 140。例如，金屬薄膜140的厚度為大于等于150nm。在圖13的例子中，突起組115的截面形狀為矩形(大致矩形)，第一高度Hl的突起110沿第一方向Dl以第一周期Pl排列。通過該金屬薄膜140和突起組115形成了金屬光柵150 (周期的金屬凹凸構(gòu)造)。優(yōu)選第一周期Pl諸如設(shè)定在IOOnm至IOOOnm的范圍、第一高度Hl諸如設(shè)定在IOnm至IOOnm的范圍。 另外，玻璃基板130諸如也可以是石英基板、藍(lán)寶石基板等?；?00諸如也可以使用由金屬構(gòu)成的平板。向傳感器芯片300可以入射包含直線偏振光的入射光Lin。直線偏振光的偏振方向(偏振方位)是相對于與第一方向Dl和第三方向D3平行的面為平行的方向。在圖13的例子中，入射光Lin相對于金屬薄膜140和突起組115的金屬光柵150(廣義上的導(dǎo)電體) 傾斜地入射。具體地說，當(dāng)將傾斜角視為θ時，則為θ >0，并在圖13所示的截面中，以入射方向和第三方向D3的相反方向的角度(相對于朝向基板100的平面的垂線的角度)成為θ的方式使入射光入射。優(yōu)選直線偏振光相對于與第一方向Dl和第三方向D3平行的面是平行的。不過，直線偏振光也可以相對于與第一方向Dl和第三方向D3平行的面是非平行的。換言之，只要直線偏振光包含和與第一方向Dl和第三方向D3平行的面平行的偏振成分就可以。另外， 直線偏振光的偏振方向諸如可以由圖3的偏振控制元件330、圖6(A)的變形附加部等來設(shè)定。例如，通過切換圖6(A)所示的多個光源，可以設(shè)定入射光Lin的偏振方向。通過這樣，能夠檢測出具有最大的強(qiáng)度的拉曼散射光。但是，在只使一個光源有效中，當(dāng)不能檢測出比規(guī)定的強(qiáng)度大的拉曼散射光時，諸如也可以使可放射具有圖6(C)所示的相同偏振方向的光的多個光源有效。圖14示出傳感器芯片的反射光強(qiáng)度的特性例。圖14是當(dāng)由銀(Ag)形成金屬光柵150，并相對于金屬光柵150的光的入射角度θ為3度、光的偏振方向與金屬光柵150的槽方向(第二方向D2)正交、突起110的截面為矩形(大致矩形)、第一周期Pl為500nm、 第一高度Hl為20nm時的特性例。在圖14的例子中，橫軸表示反射光的波長，縱軸表示反射光強(qiáng)度(相對于入射光強(qiáng)度的比率)。在圖14的例子中，金屬光柵150存在有兩個表面等離子體激元(SPP =Surface Plasmon Polariton)的共振峰。例如，一個共振峰波長λ pi位于515nm附近，另一個共振峰波長λρ2位于555nm附近。通過分別調(diào)整該兩個共振峰波長λ pi及λ p2到激發(fā)波長 λ 1及拉曼散射波長λ 2的附近或使該兩個共振峰波長λ pi及λ ρ2與激發(fā)波長λ 1及拉曼散射波長λ 2的附近一致，能夠期待較大的增強(qiáng)拉曼散射效果。例如，當(dāng)將波長515nm的氬激光作為激發(fā)波長λ 1來使用時，可使波長555nm附近的拉曼散射光(拉曼位移UOOcnT1 至ieOOcnT1)較強(qiáng)地增強(qiáng)。圖15示出表面等離子體激元的激發(fā)條件的說明圖。圖15所示的Cl表示表面等離子體激元的分布曲線(例如，在空氣和金(Au)的邊界面上的分布曲線)，C2表示光線。 在圖15中，將金屬光柵150的周期視為第一周期P1，在橫軸上示出這時的光柵矢量的波數(shù) 2 π /Pl。首先，對金屬光柵150和激發(fā)條件的關(guān)系進(jìn)行說明。當(dāng)將入射光Lin的波數(shù)視為 ki、將入射角度視為θ時，則金屬光柵150的在排列方向(圖13所示的第一方向Dl或第一方向Dl的相反方向)上的一次漸逝波的波數(shù)為2 π /Pl士ki ^in θ。表面等離子體激元在該漸逝波的波數(shù)2 π/Pl 士 ki · sine和表面等離子體的波數(shù)一致時被激發(fā)。也就是說， 表面等離子體激元的激發(fā)條件通過表示漸逝波的生成條件的直線和表面等離子體激元的分布曲線的交點來表示。圖15的C3作為比較例示出表示在向金屬光柵150垂直(θ =0)地入射光時的漸逝波的生成條件的直線。如圖15的C3所示，這時的漸逝波的波數(shù)用2 π/Pl表示。該直線C3是從光柵矢量的波數(shù)位置向上延長的線，并與表面等離子體激元的分布曲線Cl相交。 這時，交點為一個，出現(xiàn)有與頻率ω0 (角頻率)對應(yīng)的共振峰。C4和C5示出表示漸逝波的生成條件的直線。當(dāng)使光以角度θ (Θ >0)向金屬光柵150入射時，漸逝波的波數(shù)用2 π/Pl 士 ki Mine來表示。直線C4與2 π/Pl+ki · sin θ 對應(yīng)，直線C5與2π/Ρ1-1 · sine對應(yīng)。這些的直線C4和直線C5是從光柵矢量的波數(shù)的位置以角度θ向斜上方延長的線，并與表面等離子體激元的分布曲線Cl以兩點(頻率 ω+、ω-)相交。因此，在共振峰波長λ ρ 、λ ρ2中出現(xiàn)與頻率ω +和頻率ω-對應(yīng)的兩個共振峰?？梢岳帽砻娴入x子體激元的激發(fā)條件，設(shè)定兩個共振峰波長λ ρ 、λρ2，并將其兩個共振峰波長λρ 、λρ2在表面增強(qiáng)拉曼散射中進(jìn)行利用。具體地說，首先，通過嚴(yán)格耦合波分析(RCWA :Rigorous Coupled Wave Analysis)求出分布曲線 Cl (L. Li and C. W. Haggans, J. Opt. Soc. Am，A10,1184-1189 (1993))。分布曲線 Cl 是根據(jù)金屬的種類、介質(zhì)的種類、金屬光柵150的截面形狀而固有的曲線。接著，按照目標(biāo)物的拉曼位移決定規(guī)定的光柵周期(例如第一周期Pl)和規(guī)定的入射角度θ。也就是說，將第一共振峰波長λ pi 設(shè)定在激發(fā)波長λ 1(瑞利散射波長)的附近，將第二共振峰波長λρ2(λρ2> λρ )設(shè)定在拉曼散射波長λ2的附近。而且，能夠以直線C4通過分布曲線Cl和ω = ω + (λ = λρ )的交點、直線C5通過分布曲線Cl和ω = ω-(λ = λ p2)的交點的方式，設(shè)定規(guī)定的第一周期Pl和規(guī)定的入射角度θ。在圖14的例子中，包括第一共振峰波長λρ 的第一共振峰波段BWl包括表面增強(qiáng)拉曼散射的激發(fā)波長λ 。包括第二共振峰波長λρ2的第二共振峰波段BW2包括表面增強(qiáng)拉曼散射的拉曼散射波長λ 2。通過以共振峰波段BW1、BW2分別包括共振峰波長入1、 λ 2的方式設(shè)定第一周期Pl及入射角度θ等，能夠提高激發(fā)波長λ 1中的電場增強(qiáng)度和拉曼散射波長λ 2中的電場增強(qiáng)度。在這里，共振峰波段BW1、BW2是規(guī)定的反射光強(qiáng)度下的帶寬，諸如也可以為峰的半寬度。另外，在圖14中，雖然視為λ 1 = λρ 、λ2 = λρ2，但是λ 1和λρ 也可以不同，λ 2和λρ2也可以不同。圖16示出傳感器芯片的反射光強(qiáng)度的其他特性例。圖16是當(dāng)由金(Au)形成金屬光柵150，并向金屬光柵150的光的入射角度θ為5度、光的偏振方向與金屬光柵150的槽方向(第二方向D2)正交、突起110的截面為矩形(大致矩形)、第一周期Pl為500nm、 第一高度Hl為40nm時的特性例。在圖16的例子中，一個共振峰波長λ pi位于M5nm附近，另一個共振峰波長λ ρ2 位于600nm附近。通過使該兩個共振峰波長λ pi及λ p2分別與激發(fā)波長λ 1及拉曼散射波長λ 2的附近匹配或者一致，能夠期待較大的增強(qiáng)拉曼散射效果。在圖16的例子中，與圖14的例子相比，兩個共振峰相當(dāng)寬且變淺。不過，與只利用一個共振峰的情況相比，增強(qiáng)表面增強(qiáng)拉曼散射的信號的效果卓越。此外，通過采用金 (Au)，能夠抑制因氧化或硫化等導(dǎo)致的表面劣化。圖17示出圖12的傳感器芯片的變形例的立體圖。以下，對與在圖12等中已說明的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素附加相同符號，并適當(dāng)省略說明。在圖12的例子中，作為入射
18光Lin，優(yōu)選入射偏振方向的與基板100的平面平行的成分(偏振方向的相對于基板100的平面的正投影)與第一突起組115的排列方向(第一方向Dl)平行的直線偏振光。根據(jù)這樣，通過直線偏振光，自由電子等離子體的疏密波向沿第一方向Dl的方向被誘發(fā)，從而能夠激發(fā)沿第一突起組115的排列方向進(jìn)行傳播的表面等離子體。在圖17的例子中，第一突起組115的頂面220可以包括由金屬形成的第二突起組 205。第二突起組205的多個突起200分別沿著與基板100的平面平行的方向(第一方向 Dl)以比第一周期Pl短的第二周期P2(P2<P1)排列。此外，在圖17的例子中，在排列有第一突起組115的、且是第一突起組115的鄰接的突起110間的面(第一突起組115的鄰接的突起110間的底面230)上也可以包括由金屬形成的第三突起組215。第三突起組215的多個突起210分別沿著與基板100的平面平行的方向(第一方向Dl)以比第一周期Pl短的第三周期P3(P3<P1)排列。根據(jù)這樣，通過第一突起組115傳播型表面等離子體被激發(fā)，并通過該傳播型表面等離子體在第二突起組205和第三突起組215上激發(fā)局部表面等離子體。通過這樣，能夠進(jìn)一步提高激發(fā)波長λ 1和拉曼散射波長λ 2中的電場增強(qiáng)度。第二突起組205和第三突起組215的各突起200、210在突起200、210的排列方向 (第一方向Dl)上的截面形狀從頂面220和底面230形成為凸形狀。凸形狀為矩形或梯形、 弧形等。例如，如圖17所示，第二突起組205和第三突起組215在相對于基板100的俯視中，形成為與第二方向D2平行的條紋狀。該第二突起組205和第三突起組215既可以由與第一突起組115相同的金屬來形成，又可以由與其不同的金屬來形成。圖18示出圖17的傳感器芯片的截面圖。該截面圖的截面是與基板100的平面垂直的面，并是與第一方向Dl平行的面。如圖18所示，距頂面220的第二高度為Η2的突起 200(第二突起組20 以比第一周期Pl短的第二周期P2排列。距底面230的第三高度為 H3的突起210(第三突起組215)以比第一周期Pl短的第三周期P3排列。諸如優(yōu)選第二周期P2、第三周期P3設(shè)定為小于等于500nm，優(yōu)選第二高度H2、第三高度H3設(shè)定為小于等于 200nm。另外，第三高度H3既可以為H3 > Hl，又可以為H3彡HI。在圖18的例子中，第二突起組205和第三突起組215的排列方向為與第一突起組 115相同的排列方向(第一方向D1)。不過，第二突起組205和第三突起組215的排列方向也可以為與第一方向Dl不同的方向。這時，第二周期P2、第三周期P3成為在第一方向Dl 中的排列周期。如上所述，通過第一突起組115，在激發(fā)波長λ 1(瑞利散射波長)和拉曼散射波長 λ 2下激發(fā)具有兩個共振峰的傳播型表面等離子體。該表面等離子體沿金屬光柵150的表面?zhèn)鞑?，并在第二突起組205和第三突起組215中激發(fā)局部型表面等離子體。而且，該局部表面型等離子體在第二突起組205和第三突起組215的突起200、210間激發(fā)增強(qiáng)電場，并通過該增強(qiáng)電場和目標(biāo)物的相互作用，產(chǎn)生表面增強(qiáng)拉曼散射。這時，由于第二突起組205 和第三突起組215的突起200、210間隔狹窄，所以在突起200、210間激發(fā)有較強(qiáng)的增強(qiáng)電場。因此，即使吸附在突起200、210間的目標(biāo)物為一個至數(shù)個，也能夠通過該增強(qiáng)電場產(chǎn)生較強(qiáng)的表面增強(qiáng)拉曼散射。2. 5入射角圖19(A)及圖19(B)示出用于使入射光傾斜入射到傳感器芯片的方法的說明圖。
1以下，對與在圖I(B)等中已說明的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素附加相同符號，并適當(dāng)省略說明。在圖19(A)的例子中，通過將光源的光軸Laxl偏離物鏡3的光軸Lax2，從而使入射光 Lin傾斜于傳感器芯片300。在圖19(B)的例子中，通過使光源的光軸Laxl與物鏡3的光軸Lax2 —致，并使傳感器芯片300傾斜于物鏡3的光軸Lax2配置，從而使入射光Lin傾斜于傳感器芯片300。在圖19(A)的例子中，將傳感器芯片300與物鏡3的光軸Lax2垂直地配置在支撐部430上。而且，將有效的一個光源的光軸Laxl離開物鏡3的光軸Lax2規(guī)定距離，并與物鏡3的光軸Lax平行地向物鏡3入射入射光Lin。規(guī)定距離是相對于傳感器芯片300的入射光Lin的入射角度通過物鏡3的折射成為θ角度的距離。來自傳感器芯片300的光 Lout被入射到物鏡3，并通過物鏡3諸如被向圖1的半透半反鏡2等引導(dǎo)。在圖19⑶的例子中，將傳感器芯片300的平面(基板100的平面)的法線和物鏡 3的光軸Lax2構(gòu)成的角度配置成Θ。而且，沿物鏡3的光軸Lax2，使來自有效的一個光源的入射光Lin入射。通過這樣做，入射光Lin不被物鏡3折射，而對傳感器芯片300以入射角度θ入射。如圖19(B)所示，為了使傳感器芯片300傾斜，可以使支撐部430傾斜。另外，也可以變形圖19(B)的例子，將支撐部430的支撐面制成傾斜面。2. 6光器件(基于蒸鍍的金屬納米構(gòu)造)圖20㈧及圖20⑶示出導(dǎo)電體的制造方法的簡要說明圖。例如用在圖8(A)等中示出的光刻法進(jìn)行制造的金屬納米構(gòu)造也可稱為自上而下法，金屬納米構(gòu)造具有規(guī)則的排列構(gòu)造，形成有增強(qiáng)電場的間隙部也一致。針對于此，通過蒸鍍形成的獨立的島狀的金屬納米構(gòu)造大小和形狀不均勻，形成增強(qiáng)電場的間隙部也不均勻。也就是，在增強(qiáng)電場強(qiáng)的地方和弱的地方，入射光Lin的偏振方向有自由度。不過，在該蒸鍍的金屬納米構(gòu)造中，由于在某處包含形成強(qiáng)的增強(qiáng)電場的條件，所以具有能夠吸收制造偏差的優(yōu)點。例如，利用真空蒸鍍器，能夠制造蒸鍍的金屬納米構(gòu)造。作為蒸鍍條件的一個例子，可以在基板100中采用硼硅酸玻璃。此外，作為蒸鍍金屬，可以采用銀(Ag)，并使銀(Ag) 加熱蒸鍍到基板100上。這時，基板100不需要進(jìn)行加熱，而加熱蒸鍍的速率可以諸如設(shè)定為 0. 03nm/sec 0. 05nm/seco圖20(A)示意地示出形成島狀的島的過程。在蒸鍍島的初期中，在基板100上形成有銀(Ag)核。在蒸鍍島的成長期中，銀(Ag)以核為中心成長并變大。在蒸鍍島的完成期中，雖然鄰接的島彼此的鄰接的距離變小，但是能夠在鄰接的島不挨著的階段停止真空蒸鍍。圖20(B)示出實際制作出的金屬納米構(gòu)造的電子顯微鏡照片?？汕宄吹叫纬捎屑s25nm左右的Ag島，并各個獨立。在此基礎(chǔ)上如繼續(xù)蒸鍍則Ag島彼此連接起來，最終變成了膜狀。雖然通常要求能蒸鍍成均勻的膜狀，但是這時優(yōu)選盡量狹窄且高密度地形成獨立的Ag島。當(dāng)將直線偏振光的光照射到這樣的金屬納米構(gòu)造上時，則在蒸鍍島間的間隙附近形成有強(qiáng)的增強(qiáng)電場，但間隙的位置和方向等不固定一致。有助于增強(qiáng)電場的是與該間隙的方向一致的入射光Lin內(nèi)的ρ偏振波，并根據(jù)偏振方向，有較強(qiáng)地形成增強(qiáng)電場的情況和變得稍弱的情況。例如，通過切換圖6(A)所示的多個光源，可以變更入射光Lin的偏振方向。通過這樣，能夠檢測出比規(guī)定的強(qiáng)度大的拉曼散射光或具有最大強(qiáng)度的拉曼散射光。
2. 7光譜分析圖21(A)、圖21 (B)、圖21 (C)示出拉曼光譜的峰提取的簡要說明圖。圖21㈧示出在向某物質(zhì)照射了激發(fā)激光時所檢測出的拉曼光譜，用波數(shù)表示拉曼位移。在圖21(A) 的例子中，可以考慮到第一峰(883CHT1)和第二峰(1453(3!^1)的特征。通過核對已獲得的拉曼光譜和預(yù)先保持的數(shù)據(jù)(第一峰的拉曼位移及光強(qiáng)度、第二峰的拉曼位移及光強(qiáng)度等)， 能夠確定目標(biāo)物。圖21 (B)示出在光接收元件380通過分辨率低的GOcnT1)分光元件370檢測出第二峰的周邊光譜時的信號強(qiáng)度(白圓)。圖21 (C)示出在光接收元件380通過分辨率高的(IOcnT1)分光元件370檢測出第二峰的周邊光譜時的信號強(qiáng)度(白圓)。當(dāng)分辨率高至 IOcnT1左右時，變得容易準(zhǔn)確地確定第二峰的拉曼位移(黑圓)。另外，如上所述，雖然對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但是只要實質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點及效果可以有很多的變形，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。例如，在說明書或附圖中， 至少有一次與更廣義或同義不同術(shù)語同時記載的用語，在說明書或附圖的任何地方可以替換成其不同的用語。此外，光器件、檢測裝置、分析裝置等的構(gòu)成、操作也并不限定于本實施例所說明的，可以有各種的變形。
0168]標(biāo)記說明0169]1光源組(第一光源組)2半透半反鏡0170]3物鏡4光器件0171]5檢測器6切換部0172]7控制部8第二光源組0173]15光源驅(qū)動器0174]20金屬微粒(金屬納米粒子)100基板0175]101抗蝕劑層104凹部0176]105凸部110,210,310 突起0177]115突起組(第一突起組)120表面0178]130玻璃基板140金屬薄膜0179]150金屬光柵205第二突起組0180]215第三突起組220頂面0181]230底面300傳感器芯片0182]320準(zhǔn)直透鏡330偏振控制元件0183]360聚光透鏡365濾光器0184]370分光元件375分光驅(qū)動器0185]380光接收元件385光接收電路0186]400吸引口(輸入口)410排出口0187]420誘導(dǎo)部(輸送部)421吸引流路0188]422傳感器芯片附近的流路0189]423排出流路430支撐部0190]440罩450鼓風(fēng)機(jī)0191]455鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動器460處理部0192]46ICPU462RAM0193]463R0M470電力供給部0194]500外殼510通信接口0195]520電源接口530 接口0196]540顯示部550操作部0197]A D光源BffU BW2共振峰波段0198]Dl第一方向D2第二方向0199]D3第三方向DA DD偏振方向0200]Laxl光源的光軸Lax2物鏡的光軸(光學(xué)系統(tǒng)的光軸)0201]Lin來自光源的光(入射光)0202]Lout來自光器件的光(散射光、反射光)0203]Hl第一高度H2第一尚度0204]Pl第一周期P2第二周期0205]P3第三周期λ 1激發(fā)波長0206]λ 2拉曼散射波長λ ρ 、λ P2共振峰波長0207]θ入射角度
權(quán)利要求
1.一種檢測裝置，其特征在于，包括 具有多個光源的第一光源組；切換所述多個光源以使所述多個光源中的任一個光源有效的切換部； 使來自通過所述切換部切換為有效的光源的光入射到光器件的導(dǎo)電體的第一光學(xué)系統(tǒng)；以及從被所述導(dǎo)電體散射或反射的光中檢測出拉曼散射光的檢測器， 所述第一光源組的所述多個光源各自在有效的狀態(tài)下能放射具有互不相同的偏振方向的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，當(dāng)所述切換部從所述第一光源組的所述多個光源中使第一光源有效、且所述檢測部檢測出的所述拉曼散射光在規(guī)定的強(qiáng)度以下時，所述切換部使所述第一光源無效，從所述第一光源組的所述多個光源中使第二光源有效。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢測裝置，其特征在于，所述切換部具有可變控制所述光器件和通過所述切換部切換為有效的所述光源的相對位置的控制部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢測裝置，其特征在于，所述切換部具有可變控制所述光器件和所述第一光學(xué)系統(tǒng)的相對位置的控制部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的檢測裝置，其特征在于，所述控制部使通過所述切換部切換為有效的所述光源的光軸與所述第一光學(xué)系統(tǒng)的光軸一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的檢測裝置，其特征在于，所述控制部使通過所述切換部切換為有效的所述光源的光軸偏離所述第一光學(xué)系統(tǒng)的光軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測裝置，其特征在于，還包括 具有多個光源的第二光源組，所述第二光源組的所述多個光源各自與所述第一光源組的所述多個光源中的任一個光源對應(yīng)，所述第二光源組的所述多個光源各自在有效的狀態(tài)下，能放射偏振方向與所述第一光源組的所述多個光源中的對應(yīng)的一個光源的偏振方向相同的光，當(dāng)所述切換部從所述第一光源組的所述多個光源中使所述第二光源有效、且所述檢測部檢測出的所述拉曼散射光在所述規(guī)定的強(qiáng)度以下時，所述切換部使所述第二光源保持為有效，并從所述第二光源組的所述多個光源中使第三光源有效，朝向所述導(dǎo)電體的來自所述第二光源的光所具有的偏振方向與朝向所述導(dǎo)電體的來自所述第三光源的光所具有的偏振方向相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的檢測裝置，其特征在于， 所述光器件的所述導(dǎo)電體具有包括多個突起的第一突起組，所述第一突起組的所述多個突起各自沿著與所述導(dǎo)電體的假想平面平行的方向以第一周期排列，所述第一光學(xué)系統(tǒng)以來自通過所述切換部切換為有效的所述光源的所述光所具有的偏振方向的與所述假想平面平行的成分與所述第一突起組的排列方向平行的方式，使來自通過所述切換部切換為有效的所述光源的所述光入射到所述第一突起組。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢測裝置，其特征在于，所述第一突起組的所述多個突起各自具有在所述第一突起組的頂面上通過導(dǎo)電體形成的第二突起組，與所述第一突起組的所述多個突起中的任一個突起對應(yīng)的所述第二突起組的多個突起各自沿著與所述假想平面平行的所述方向以比所述第一周期短的第二周期排列。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的檢測裝置，其特征在于，在排列有所述第一突起組、且是所述第一突起組的鄰接的突起間的面上，具有通過導(dǎo)電體形成的第三突起組，所述第三突起組的多個突起各自在所述第一突起組的所述鄰接的突起間沿與所述假想平面平行的所述方向以比所述第一周期短的第三周期排列。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測裝置，其特征在于，所述光器件的所述導(dǎo)電體具有包括多個突起的第一突起組，所述第一突起組的所述多個突起各自沿著與所述導(dǎo)電體的假想平面平行的方向以第一周期排列，在使來自通過所述切換部切換為有效的所述光源的所述光的前進(jìn)方向相對于朝向所述假想平面的垂線傾斜時的表面等離子體共振在第一共振峰波長和第二共振峰波長各自下產(chǎn)生，具有所述第一共振峰波長的第一共振峰波段具有由所述表面等離子體共振引起的表面增強(qiáng)拉曼散射的激發(fā)波長，具有所述第二共振峰波長的第二共振峰波段具有所述表面增強(qiáng)拉曼散射的拉曼散射波長。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的檢測裝置，其特征在于，還包括將所述拉曼散射光導(dǎo)向所述檢測器的第二光學(xué)系統(tǒng)，所述檢測器經(jīng)由所述第二光學(xué)系統(tǒng)接收所述拉曼散射光。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檢測裝置，包括具有多個光源的第一光源組；切換多個光源以使多個光源中的任一個光源有效的切換部；使來自通過切換部變切換為有效的光源的光入射到光器件的導(dǎo)電體的第一光學(xué)系統(tǒng)；以及從被導(dǎo)電體散射或反射的光中檢測出拉曼散射光的檢測器。第一光源組的多個光源各自在有效的狀態(tài)下能放射具有互不相同的偏振方向的光。
文檔編號G01N21/65GK102419320SQ20111026445
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者坂上裕介, 尼子淳 申請人:精工愛普生株式會社