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摘要
近几十年来，表面增强拉曼散射(SERS)作为一种有效的低浓度分子检测技术得到了广泛应用。本文提出了一种基于1064 nm MOPA脉冲光纤激光和紫外脉冲激光的两步激光烧蚀成形法，以提升SERS活性衬底的硅基表面多尺度微纳结构的均匀性和可控性。利用激光束直接烧蚀硅表面并形成微结构，在此过程中硅材料因为光热效应产生的热影响区而逐渐熔融，并向四周喷射出而形成等离子体羽，这些高速离子在空气中冷却成核，然后重新沉积回微结构表面上而形成多尺度结构，进一步提高了基底的光收集效率，随后沉积的Au薄膜中的纳米颗粒可以提供纳米间隙作为SERS的热点。本研究通过正交试验设计确定了优化的激光加工参数，与仅使用MOPA激光烧蚀加工相比，1064 nm MOPA激光和紫外激光的两步复合激光烧蚀可以使硅纳米颗粒分布更加均匀，从而提升沉积金属层的表面均匀性。经过试验，所加工的大面积SERS基底对4-ATP的SERS检测极限可以达到10-8 mol/L，表明其在痕量物质检测方面具有很好的应用前景。
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