研究了批量制备的锥形光纤表面增强拉曼散射（SERS）探针的定量检测性能。在统一的制备条件下，基于静电吸附自组装方法批量制备的同一批次锥形光纤探针具有良好的互换性。基于相同检测条件，在同一福美双样品浓度下测得SERS光谱幅度的相对标准偏差（RSD）可达8%以下。不同批次的光纤探针存在互换性退化问题，难以满足实际定量检测应用对光纤探针数目的要求。为了解决该问题，提出并演示了一种将不同批次光纤探针的光谱数据同化至同批次光纤探针测量结果的同化方法。通过对同化后的大样本光谱数据进行统计平均和数据拟合，获得了福美双样品在2×10^-8~10^-6 mol/L浓度范围内的SERS定量关系曲线，福美双加标样品的测试回收率可达90%~110%。该研究结果对于实际SERS定量检测具有参考意义。

研制了一种新型凹锥形表面增强拉曼散射（SERS）光纤探针，研究了光纤探针凹锥形结构的制备方法，分析了凹锥光纤探针形貌与腐蚀时间的关系，通过化学自组装法将金纳米颗粒固化到凹锥内表面，制成凹锥SERS光纤探针，并测试了其远程SERS检测性能。结果表明，凹锥形光纤探针具有更低的光纤拉曼光谱背底，约为同种光纤制备的锥形探针的1/3；在633 nm的激发波长下，固化金纳米颗粒的凹锥探针对于罗丹明6G（R6G）溶液的拉曼光谱远程检测浓度低至100 nmol/L。这种凹锥形结构使基底不易脱落，探针不易损坏。基于上述优点，该种凹锥形光纤探针可能在SERS远程检测领域具有潜在的应用价值。

表面等离激元纳米结构与便携式光纤拉曼系统相结合,在液体样品和生物活体组织的快速、实时监测上有较好的应用前景。其核心技术是将具有表面增强拉曼散射(SERS)活性的贵金属纳米结构耦合到光纤探针表面。本文基于共价键结合原理,将3-巯丙基三甲氧基硅烷通过与锥形光纤探针表面的硅羟基形成共价键修饰在光纤上; 同时,硅烷偶联剂末端的巯基与金或银纳米结构形成Au-S或Ag-S共价键,将金纳米粒子和银纳米立方体牢牢吸附到光纤探针表面。这种SERS光纤探针具有很高的稳定性(SERS信号相对标准偏差低于3%),对农残甲基对硫磷的敏感度达到10纳摩尔,对污染物的远程、便携式在线检测具有重要意义。

实验研究了激光诱导化学沉积法(LICDM)制备锥形光纤表面增强拉曼散射(SERS)探针及其SERS检测性能。结果表明，因不同角度光纤探针锥面出射光场分布不同，导致了LICDM在制备小锥角光纤探针时沉积纳米颗粒的困难，但是通过延长反应时间，利用银纳米颗粒的光散射效应可改善小角度光纤探针表面纳米颗粒的制备效果。实验利用100 mW的诱导激光，在0.005 mol/L反应液中，经60 min沉积，制备出了不同锥角的光纤探针。对光纤探针的测试结果表明，锥角为8.2°的光纤探针所测得的SERS频移峰及其荧光背景的幅度最大，且该角度在不同SERS激发光功率下基本不变。

用实验方法测量了球形与锥形光纤的耦合效率随球的弓形高及锥形光纤圆锥角的变化关系,作出耦合效率曲线,通过测定耦合效率的实验可知:球形与锥形光纤的耦合效率随球的弓形高增加而基本上线性上升, 随着锥形光纤圆锥角的增加而增大,在锥角由10.3°增大到54.6°时,耦合效率曲线呈较快的上升趋势;在锥角由54.6°增大到71.3°时,耦合效率曲线上升趋势较缓;随着球形与锥形光纤的间距的减小而增大,在间距由0.10 mm减小到0.03 mm时,耦合效率曲线呈较快的上升趋势;在间距由0.03 mm减小到0.02 mm时,耦合效率曲线上升趋势较缓。