表面增强拉曼散射(SERS)增强基底的制备是实现SERS技术高灵敏度探测的关键因素, 利用光操控技术制备金属纳米粒子聚集体是近来SERS领域研究的热点。 利用飞秒激光湿法刻蚀技术, 在硅片表面5 mm×5 mm范围内刻蚀横截面积(宽度×深度)为10 μm×7 μm, 30 μm×12 μm, 60 μm×15 μm, 70 μm×19 μm和90 μm×21 μm的狭槽线阵, 制备截面积不同的微纳硅基衬底(SiMS)。 应用光操控技术结合SERS方法, 在金纳米溶胶中加入硅基衬底。 并将激光对焦在衬底狭槽内, 在光辐射压力的作用下, 金纳米粒子沿光束的传播方向运动, 聚集于微纳结构表面的狭槽内, 形成金纳米粒子聚集体, 促进“热点”效应, 提高SERS探测的灵敏度, 实现了在硅基微纳结构衬底上探测物的SERS增强。 实验表明, 利用光辐射压力和光梯度力的合力, 金属纳米粒子能有效聚集在硅基微纳结构衬底表面的狭槽中, 形成更多的“热点”, 从而可大幅提高SERS增强效果。 以芘为探针分子, 随着狭槽截面积的增加, SERS信号逐渐增强, 狭槽截面积为70 μm×19 μm时达到最强, 超过该截面积后, 拉曼信号强度开始降低, SERS强度最高增强了约两个数量级, 最低检测浓度为5.0×10-9 mol·L-1, 在低浓度范围内(5.0×10-9～1.0×10-7 mol·L-1), 芘位于588和1 234 cm-1处特征峰强与浓度的关系曲线呈现较好的线性相关性, 其拟合方程及线性相关系数分别为0.992和0.971。 以截面积为70 μm×19 μm的微纳衬底进行了重复性实验, 每完成一次实验, 关掉激光器, 待激光的作用消失, 狭槽内聚集的金纳米粒子重新分散在溶液中, 进行下一次实验。 选取微纳衬底8个不同位置, 每个位置重复三次实验, 衬底不同位置芘的588和1 234 cm-1两个特征峰峰强的相对标准偏差(RSD)分别为9.9%和2.0%, 具有较好的重复性。 与仅使用金纳米颗粒相比, 该方法保留了金纳米颗粒重复性好的优势, 同时具有更高的增强效应和衬底清洗后可重复使用的优点。 研究表明, 基于硅基微纳结构衬底的光操控-SERS方法, 可极大地提高金纳米颗粒的SERS效应, 在化学和生物学等领域的物质检测分析方面具有广阔的应用前景。