CN108281884A - 一种法布里-珀罗谐振腔增强方式的拉曼光谱检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的一种法布里‑珀罗谐振腔拉曼信号增强装置，激励光在法布里‑珀罗谐振腔内来回反射，增加了与物质作用的时间和距离，经过激励光高反膜筛选得到增强的拉曼信号光。在此基础上本文又改进了法布里‑珀罗谐振腔拉曼信号增强装置，提出的一种基于内镀金属毛细管的法布里‑珀罗谐振腔拉曼信号增强装置，将激励光束缚在毛细管谐振腔内极大地加强了激励光与待测物之间的相互作用，经过激励光高反膜的筛选得到增强的拉曼信号。该装置灵敏度高，检测速度快，可同时检测多种液体/气体，进行待测物的定性、定量分析，且集成度高，操作简便。
Description
技术领域
本发明属于激光拉曼光谱检测领域，具体涉及一种基于内镀金属毛细管的法布里-珀罗谐振腔拉曼增强信号的方法，从而提高拉曼信号检测液体/气体混合物的灵敏度和准确性，进行待测物的定性、定量分析。
背景技术
拉曼光谱是研究分子振动、转动的一种光谱方法，是光照射到物质上发生非弹性散射所产生的。拉曼光谱分析法可研究分子结构，具有分析时间短、对样品非接触、可定性定量地同时探测多种液体/气体/固体等优点。拉曼光谱技术最近几年发展很快，已在材料分析、石油、化工、生物医学、地质等各个领域得到很广泛的应用，为各学科的发展提供了强有力的研究方法。
然而，拉曼散射光强度较低，背景噪声较大时难以分辨，检测中灵敏度较低，使得拉曼光谱的应用受到了限制。如何提高拉曼信号灵敏度是目前拉曼光谱实时检测应用的主要问题，采用信号光多次反射增强的结构（如法布里-珀罗谐振腔）是增强拉曼散射信号的一种方法。法布里-珀罗谐振腔，即平行平板谐振腔，通过一对高反射率的平行平板构成。本发明针对液体、气体的微量检测发明了一种法布里-珀罗谐振腔拉曼信号增强装置，能够增加激励光与物体作用的时间和距离，从而增加拉曼信号光的强度。同时，本发明在法布里-珀罗谐振腔拉曼信号增强装置的基础上改进，提出了一种基于内镀金属毛细管的法布里-珀罗谐振腔拉曼信号增强装置，能够提高拉曼光谱检测的灵敏度、准确性和稳定性。
发明内容
本发明提出了一种基于法布里-珀罗谐振腔（F-P腔）增强方式的拉曼光谱检测系统，目的在于增强激励光与待测物的相互作用，产生更大的拉曼散射信号，减小背景噪声对拉曼信号的影响，提高拉曼光谱法检测液体/气体的准确性和灵敏度。
该系统的特点是：待测物质注入在谐振腔体中，激励光经法布里-珀罗谐振腔高反射镜面端的小孔入射至腔内，并且来回反射与物质相互作用产生拉曼光，拉曼光可以透过法布里-珀罗谐振腔滤光镜面端被拉曼光谱仪接收。该装置增加了物质与光作用的时间和距离，从而产生的拉曼信号光得到了增强，同时腔内无需增益介质。
本发明的系统结构包括激光器，F-P谐振腔以及拉曼光谱仪，如下图1所示。其中F-P谐振腔的一端镀上可以同时反射激励光和拉曼光的高反射膜（1），另一端镀上对激励光高反射、对拉曼光高通透的滤光膜（3），比如金或者银膜，厚度为0.1到10微米。激励光可以从贯穿高反射膜的缺口进入法布里-珀罗谐振腔内。当激励光入射至法布里-珀罗谐振腔内时，光与物质作用产生了拉曼光，拉曼光透过滤光膜被光谱仪接收，进行检测物质分析。
基于上述的结构特性本文设计了图2的检测装置用于实现拉曼检测的功能。将高反射膜（1）镀在SiO2基底（4）上，并且留一个贯穿高反射镜面的缺口让激励光可以通过；将滤光膜（3）镀在合适的衬底（5）上。激励光经缺口进入腔体与物质作用后，产生的拉曼信号光透过滤光膜，透过玻璃或塑料衬底，进入拉曼光谱仪，拉曼光谱仪接收信号光进行分析。
为了进一步的增强拉曼信号，本文改进了图2，设计了图3的检测装置，实现灵敏度更高的拉曼检测。系统结构包括激光器，中空毛细管（8），激励光纤（9），大芯径光纤（10），内镀金属毛细管（11）和拉曼光谱仪。腐蚀后的激励光纤插入到一端端面镀有高反射膜的中空毛细管内作为光输入组件，光接收组件由一端端面镀有滤光膜的大芯径光纤组成。控制中空毛细管的内径比外径至少小一个量级，使得较多的激励光可以在法布里-珀罗谐振腔内来回反射。再用内镀金属毛细管（内壁镀金或者银）将法布里-珀罗谐振腔包裹住，使得激励光更大程度上不会泄露离开法布里-珀罗谐振腔的束缚，产生的拉曼信号光也可以更大程度上被大芯径光纤接收。
这种内镀金属毛细管法布里-珀罗谐振腔增强方式的拉曼光谱检测方法可以封装成为图6的简易装置。需要在光学显微镜观测下，先将一端腐蚀变细的激励光纤插入中空毛细管未镀膜的一端，并用紫外固化胶粘接，再将中空毛细管和大芯径光纤的镀膜端分别插入内镀金属毛细管两侧，作为法布里-珀罗谐振腔的两面反射镜，然后分别封装在三通阀内，从进样口通入待测物。
将激光器发射的波长为λ nm的激光（λ在拉曼激励波段内）自由空间耦合到激励光纤，激光入射到内镀银膜的毛细管内，经过中空毛细管（端面镀金或银高反射膜）和接收光纤端面（端面镀对激励光高反射、对拉曼光高通透的滤光膜）的高反射率膜不断地反射，激光被束缚在毛细管谐振腔内不断地增强，并与从三通阀进样口进入毛细管的液体/气体充分作用，产生增强的拉曼散射信号，经接收光纤端面的滤光膜筛选得到所需的拉曼信号，收集通入拉曼光谱仪，分析拉曼光谱图可得到待测物成分。
本发明的有益效果在于：
（1）法布里-珀罗谐振腔增强方式的拉曼光谱检测装置实现了利用拉曼光谱信号检测液体/气体混合物成分。
（2）通过内镀金属毛细管法布里-珀罗谐振腔不仅极大地增强了拉曼散射信号，还减少了背景噪声对拉曼信号的影响，进一步提高了拉曼光谱检测混合物的灵敏度。
（3）法布里-珀罗谐振腔增强方式的拉曼光谱检测装置实现了在线实时检测液体/气体混合物成分，检测时间短，装置结构简单，集成度高，密封性好，可以进行待测物定性、定量的分析。
附图说明
图1是法布里-珀罗谐振腔增强方式的原理图。
图2是法布里-珀罗谐振腔增强拉曼检测装置结构图。
图3是内镀金属毛细管内部法布里-珀罗谐振腔结构示意图。
图4是法布里-珀罗谐振腔镀膜端面示意图。
图5是接收端端面镀膜结构图。
图6是法布里-珀罗谐振腔增强方式的拉曼光谱检测装置总体设计示意图。
图7为780nm激励光下，检测酒精的光谱图，其中激励光强度100mW，腔长2cm，毛细管中空孔直径30μm。
附图标记：
1-高反射膜，金（Au）或者银（Ag）膜，厚度为0.1到10微米，反射激励光和拉曼光；
2-贯穿高反射膜的缺口，入射光从此缺口进入光物作用区；
3-滤光膜，对激励光高反射、对拉曼光高通透；
4-高反射膜的衬底，材料是玻璃或透明塑料；
5-滤光膜的衬底，材料是玻璃或透明塑料；
6-高反射镜面，由高反射膜和衬底组成；
7-滤光镜面，由滤光膜和衬底组成；
8-外径330um、内径30um的中空毛细管，一端端面为高反射镜面；
9-腐蚀后的激励光纤，外径约25um；
10-外径330um的大芯径光纤，一端端面为滤光镜面；
11-内径350um的内镀金属毛细管，内壁镀金或者银；
12-低折射率层，膜料选择的是SiO2材料；
13-高折射率层，膜料选择的是氧化钛（TiO2）、氧化钽（Ta2O5）、氧化铪（HfO2）这三种里的一种或者一定比例的混合物；
14-法布里-珀罗谐振腔，由高反射镜面和滤光镜面面对面设置构成；
15-三通阀；
16-待测物进样口；
17-待测物出样口。
具体实施方式
以下结合附图和实施方式对本发明做进一步说明。
具体的法布里-珀罗谐振腔拉曼增强设计如图2所示，包括激光器，高反射镜面（金膜+衬底），滤光镜面（滤光膜+衬底），拉曼光谱仪。
主要步骤为：（此处以镀金膜为例）
（1）将一块表面光滑平整厚度为1cm直径为3cm的圆玻璃中间开一个1mm的圆孔，然后将该玻璃放入镀膜仪中，用电子束蒸发镀膜的方法，将金（Au）镀在该玻璃上厚度0.1-10微米，完成法布里-珀罗谐振腔的一个镜面的制作。
（2）将另一块表面光滑平整厚度为1cm直径为3cm的圆玻璃放入镀膜仪中镀上图5所示的激励光高反膜，具体的：先进行780nm激励光高反膜的膜系设计，低折射率膜料选择SiO2，高折射率膜料选择氧化钛（TiO2）、氧化钽（Ta2O5）、氧化铪（HfO2）这三种里的一种或者一定比例的混合物，通过控制低折射率膜和高折射率膜的单层厚度，以及组合起来的周期数，得到了激励波长反射率为99%、拉曼光波段反射率小于20%的膜系设计参数。按照该参数，将该玻璃放入镀膜机中，镀上780nm滤光膜。
（3）将上述两个镜面组成法布里-珀罗谐振腔，并且浸入到待测样品中。激光从贯穿高反射膜的缺口中进入法布里-珀罗谐振腔内，在两个镜面之间来回反射与物质作用，产生的拉曼光透过滤光膜后被拉曼光谱仪接收，进行光谱分析。
本文又在法布里-珀罗谐振腔拉曼增强光谱检测装置的基础上，进行改进设计了基于内镀金属毛细管法布里-珀罗谐振腔拉曼增强检测装置，如图6所示，包括激光器，一端端面镀高反射膜的中空毛细管（8），780nm单模光纤（9），一端端面镀滤光膜的大芯径光纤（10），内镀银膜毛细管（11），待测物进样/出样的三通阀（15）和拉曼光谱仪。此结构增加了内镀金属毛细管，使得激励光和拉曼光可以更好的被束缚在法布里-珀罗谐振腔内。同时法布里-珀罗谐振腔两端采用光纤传输激励/拉曼光，并用三通阀进行封装，使得系统更加便携。
内镀金属毛细管法布里-珀罗谐振腔增强方式的拉曼光谱检测方法，主要步骤为：
（1）将中空毛细管一端面镀金（Au）膜（高反射膜），将大芯径光纤一端端面镀滤光膜（对780nm反射率为99%，对830-1100nm反射率低于20%）。具体的：先将中空毛细管和大芯径光纤表面抛光，在400倍放大系统下擦拭干净。然后用特殊的镀膜夹具将它们夹住放入到镀膜机中。对于中空毛细管表面镀金，我们用的是电子束蒸发镀膜的方法，将金放入坩埚中，再放入镀膜机镀7小时以上即可。对于大芯径光纤端面镀滤光膜，如图5，我们用的是电子束蒸镀+霍尔离子源辅助镀膜的方法，事先进行780nm（或者其他拉曼激励光波段）滤光膜的膜系设计，低折射率膜料选择SiO2，高折射率膜料选择氧化钛（TiO2）、氧化钽（Ta2O5）、氧化铪（HfO2）这三种里的一种或者一定比例的混合物，通过控制低折射率膜和高折射率膜的单层厚度，以及组合起来的周期数，可以得到激励波长λ反射率为99%的滤光膜系设计参数。按照该参数，将光纤放入镀膜机中，旋转镀上这种膜，镀膜时间7小时使780nm（或者其他拉曼激励光波段）反射率为99%以上，激励出的拉曼光波段反射率为20%以下；
（2）用光纤剥线钳剥去激励光纤（纤芯直径7um，包层125um）的涂覆层并用无水乙醇清洗该表面，在通风橱内将剥过的区域弯曲置于温度为45℃氢氟酸内进行腐蚀。不可避免的是，如果氢氟酸浓度较高，腐蚀后的光纤表面会存在一定的粗糙度。为了尽可能保证光纤外壁的光滑，减小光纤侧壁的散射泄露，我们选用浓度为10%的氢氟酸，结合光学显微镜系统实时观测光纤外径，腐蚀激励光纤至外径为25um；
（3）用超纯水清洗腐蚀后的激励光纤进行光纤切割，由于此时光纤外径只有25um，光纤切割刀无法满足切割要求，所以我们设计了针对外径极小的光纤的切割平台，得到了端面平整的激励光纤；
（4）如图3所示，在光学显微镜下，将经步骤（3）处理过的激励光纤插入内径30um、外径330um的中空毛细管内，并用紫外固化胶粘接，以扩大激励光纤外壁直径，来适应内镀金属毛细管的内径大小，减小信号光的泄露。然后将中空毛细管和大芯径光纤镀膜的一端分别从内镀金属毛细管两侧插入，作为法布里-珀罗谐振腔的两面反射镜，最后用紫外固化胶封装在三通阀内形成图6所示的结构；
（5）将激光器发射的激光自由空间耦合到腐蚀变细的激励光纤，激光入射到内镀银膜的毛细管内，经过中空毛细管（端面镀高反射金膜）和接收光纤端面（端面镀滤光膜）的高反射率膜不断地反射，并与从三通阀进样口进入毛细管的液体/气体充分作用，激励光与产生的拉曼光被束缚在内壁镀银的毛细管内不断地增强，增大了单位面积上的光功率，提高了激励光与物体的作用距离，产生增强的拉曼散射信号；
（6）接收光纤端面的滤光膜可以反射780nm波长的光、透过拉曼光，作为筛选器筛选出所需的拉曼信号，收集通入拉曼光谱仪，分析拉曼光谱图可得到待测物成分。
本发明提出的一种法布里-珀罗谐振腔拉曼信号增强装置，激励光在法布里-珀罗谐振腔内来回反射，增加了与物质作用的时间和距离，经过激励光高反膜筛选得到增强的拉曼信号光。
在此基础上本文又改进了法布里-珀罗谐振腔拉曼信号增强装置，提出的一种基于内镀金属毛细管的法布里-珀罗谐振腔拉曼信号增强装置，将激励光束缚在毛细管谐振腔内极大地加强了激励光与待测物之间的相互作用，经过激励光高反膜的筛选得到增强的拉曼信号。该装置灵敏度高，检测速度快，可同时检测多种液体/气体，进行待测物的定性、定量分析，且集成度高，操作简便。
以下为基于图2法布里-珀罗谐振腔增强拉曼检测装置结构的实验数据
1.下表为488nm-1064nm激励光，识别酒精（乙醇）中C-C-O，-CH 3 ，C-O-H，-CH 2 -CH 3 基团的情况（2800-3000 cm-1：−𝐶𝐻2−𝐶𝐻3基团的对称、不对称伸缩振动，1453 cm-1：−𝐶𝐻3不对称变形，1300 cm-1：𝐶−𝑂−𝐻弯曲振动，1000-1100 cm-1：𝐶−𝐶−𝑂面外伸缩产生拉曼特征双峰，884 cm-1：𝐶−𝐶−𝑂面内伸缩），其中腔长为1mm，乙醇为无水乙醇，488nm波长激光器功率为300mW，532nm波长激光器功率为150mW，780nm波长激光器功率为100mW，1064nm波长激光器功率为450mW。激光垂直入射至腔内，中空毛细管端面镀高反射金膜，测得各个峰的强度值如下：
注意：不同波长的拉曼光谱仪测出的拉曼峰峰值强度之间，无比较意义。
下表为488nm-1064nm激励光，识别酒精（乙醇）中C-C-O，-CH3，C-O-H，-CH2-CH3基团的情况（2800-3000 cm-1：−𝐶𝐻2−𝐶𝐻3基团的对称、不对称伸缩振动，1453 cm-1：−𝐶𝐻3不对称变形，1300 cm-1：𝐶−𝑂−𝐻弯曲振动，1000-1100 cm-1：𝐶−𝐶−𝑂面外伸缩产生拉曼特征双峰，884 cm-1：𝐶−𝐶−𝑂面内伸缩），其中腔长为1mm，乙醇为无水乙醇，488nm波长激光器功率为300mW，532nm波长激光器功率为150mW，780nm波长激光器功率为100mW，1064nm波长激光器功率为450mW。激光垂直入射至腔内，中空毛细管端面镀高反射银膜，测得各个峰的强度值如下：
2.下表为20%-100%浓度的乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长488nm，激励光强300mW，腔长1mm。激光垂直入射至腔内，中空毛细管端面镀金膜，测得各个峰的强度值如下：
“-”代表未测出数据。
下表为20%-100%浓度的乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长532nm，激励光强150mW，腔长1mm。激光垂直入射至腔内，测得各个峰的强度值如下：
下表为20%-100%浓度的乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长780nm，激励光强100mW，腔长1mm。激光垂直入射至腔内，测得各个峰的强度值如下：
下表为20%-100%浓度的乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长1064nm，激励光强450mW，腔长1mm。激光垂直入射至腔内，测得各个峰的强度值如下：
3.下表为腔长1mm-4mm变化时，乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长488nm，激光功率300mW。激光垂直入射至腔内，测得各个峰的强度值如下：
下表为腔长1mm-4mm变化时，乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长532nm，激光功率150mW。激光垂直入射至腔内，测得各个峰的强度值如下：
下表为腔长1mm-4mm变化时，乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长780nm，激光功率100mW。激光垂直入射至腔内，测得各个峰的强度值如下：
下表为腔长1mm-4mm变化时，乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长1064nm，激光功率450mW。激光垂直入射至腔内，测得各个峰的强度值如下：
以下为基于图3，图6内镀金属毛细管内部法布里-珀罗谐振腔结构的实验数据：
1.下表为488nm-1064nm激励光，识别酒精（乙醇）中C-C-O，-CH 3 ，C-O-H，-CH 2 -CH 3 基团的情况（2800-3000 cm-1：−𝐶𝐻2−𝐻3基团的对称、不对称伸缩振动，1453 cm-1：−𝐶𝐻3不对称变形，1300 cm-1：𝐶−𝑂−𝐻弯曲振动，1000-1100 cm-1：𝐶−𝐶−𝑂面外伸缩产生拉曼特征双，884 cm-1：𝐶−𝐶−𝑂面内伸缩）：
对于不同的波长，图3中的激励光纤（3-2）均换为对应波长的单模光纤，图3中的3-4换为对应波长高反膜。由此图可以得出结论，应用该文中提出的系统，在488nm-1064nm之间的激励光均可以识别出物质的基团。其中488nm波长激光器功率为300mW，532nm波长激光器功率为150mW，780nm波长激光器功率为100mW，1064nm波长激光器功率为450mW。
图7为780nm激励光下，检测酒精的光谱图，其中激励光强度100mW，腔长2cm，毛细管中空孔直径30μm。
2.下表为10%-100%浓度的乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长488nm，激励光强300mW，腔长2cm，毛细管中空孔直径30μm：
“-”代表未测出数据。
下表为10%-100%浓度的乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长532nm，激励光强150mW，腔长2cm，毛细管中空孔直径30μm：
下表为10%-100%浓度的乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长780nm，激励光强100mW，腔长2cm，毛细管中空孔直径30μm：
下表为10%-100%浓度的乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长1064nm，激励光强450mW，腔长2cm，毛细管中空孔直径30μm：
3.下表为激励光功率30mW-300mW变化时，乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长488nm，腔长2cm，毛细管中空孔直径30μm：
下表为激励光功率20mW-150mW变化时，乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长532nm，腔长2cm，毛细管中空孔直径30μm：
下表为激励光功率20mW-100mW变化时，乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长780nm，腔长2cm，毛细管中空孔直径30μm：
下表为激励光功率50mW-450mW变化时，乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长1064nm，腔长2cm，毛细管中空孔直径30μm：
4.下表为腔长1cm-2cm变化时，乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长488nm，激光功率300mW，毛细管中空孔直径30μm：
下表为腔长1cm-2cm变化时，乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长532nm，激光功率150mW，毛细管中空孔直径30μm：
下表为腔长1cm-2cm变化时，乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长780nm，激光功率100mW，毛细管中空孔直径30μm：
下表为腔长1cm-2cm变化时，乙醇拉曼峰的强度变化表，激励光波长1064nm，激光功率450mW，毛细管中空孔直径30μm：
5.下表为不同中空孔直径下乙醇的拉曼峰值强度变化表，激励波长488nm，激光强度300mW，腔长2cm，毛细管中空孔直径30μm-250μm：
下表为不同中空孔直径下乙醇的拉曼峰值强度变化表，激励波长532nm，激光强度150mW，腔长2cm，毛细管中空孔直径30μm-250μm：
下表为不同中空孔直径下乙醇的拉曼峰值强度变化表，激励波长780nm，激光强度100mW，腔长2cm，毛细管中空孔直径30μm-250μm：
下表为不同中空孔直径下乙醇的拉曼峰值强度变化表，激励波长1064nm，激光强度450mW，腔长2cm，毛细管中空孔直径30μm-250μm：
Claims (15)
1.一种法布里-珀罗谐振腔拉曼光谱增强装置，其特征在于，包括激励光输入组件和拉曼光接收组件，激励光输入组件包括高反射镜面，所述高反射镜面对光的反射没有选择性，所述高反射镜面上留有贯穿镜面的缺口，拉曼光接收组件包括滤光镜面，所述滤光镜面对激励光高反射、对拉曼光高通透，高反射镜面和滤光镜面面对面设置构成法布里-珀罗谐振腔，激励光可通过所述高反射镜面上的缺口射入法布里-珀罗谐振腔，拉曼光可从所述滤光镜面射出，到达检测装置。
2.根据权利要求1所述的法布里-珀罗谐振腔拉曼光谱增强装置，其特征在于，在高反射镜面上所留的贯穿镜面的缺口中插入光纤，称为激励光光纤，使用所述激励光光纤将激励光导入所述法布里-珀罗谐振腔。
3.根据权利要求1所述的法布里-珀罗谐振腔拉曼光谱增强装置，其特征在于，光接收组件的滤光镜面由光纤替代，称为拉曼光接收光纤，所述拉曼光接收光纤面向法布里-珀罗谐振腔的端面设置有对激励光高反射、对拉曼光高通透的滤光膜。
4.根据权利要求2、3所述的法布里-珀罗谐振腔拉曼光谱增强装置，其特征在于，用内面镀有金属膜的套管将法布里-珀罗谐振腔套住，所述套管和高反射镜面、滤光镜面的边缘之间留有间隙，被测样品通过所述间隙进出所述法布里-珀罗谐振腔。
5.根据权利要求4所述的法布里-珀罗谐振腔拉曼光谱增强装置，其特征在于，套管两端连接有三通阀， 将激励光光纤、拉曼光接收光纤、套管固定在所述三通阀上，被测样品经过三通阀，进一步经过套管进出所述法布里-珀罗谐振腔。
6.根据权利要求3所述的法布里-珀罗谐振腔拉曼光谱增强装置，其特征在于，所述拉曼光接收光纤端面设置的对激励光高反射、对拉曼光高通透的滤光膜是对785nm光高反射、对拉曼光高通透的膜。
7.根据权利要求1-6任一项所述的法布里-珀罗谐振腔拉曼光谱增强装置，其特征在于，所述高反射镜面是镀有金或银的镜面。
8.根据权利要求7所述的法布里-珀罗谐振腔拉曼光谱增强装置，其特征在于，所述高反射镜面所镀金或银膜的厚度为0.5至10微米。
9.根据权利要求1-6任一项所述的法布里-珀罗谐振腔拉曼光谱增强装置，其特征在于，所述滤光镜面制备中，所采用低折射率膜料选择SiO2，高折射率膜料选择氧化钛（TiO2）、氧化钽（Ta2O5）、氧化铪（HfO2）这三种里的一种或者几种一定比例的混合物，通过控制低折射率膜和高折射率膜的单层厚度，以及组合起来的周期数，制备滤光镜面。
10.根据权利要求9所述的法布里-珀罗谐振腔拉曼光谱增强装置，其特征在于，所制备滤光镜面对激励光的反射率为99%以上，对激励出的拉曼光波段反射率为20%以下。
11.根据权利要求1或2所述的法布里-珀罗谐振腔拉曼光谱增强装置，其特征在于，采用10%的氢氟酸，腐蚀激励光纤至所需粗细。
12.根据权利要求11所述的法布里-珀罗谐振腔拉曼光谱增强装置，其特征在于，腐蚀激励光纤的氢氟酸的温度为45摄氏度。
13.根据权利要求11所述的法布里-珀罗谐振腔拉曼光谱增强装置，激励光纤外径为30微米。
14.根据权利要求5所述的法布里-珀罗谐振腔拉曼光谱增强装置，其特征在于，将传导激励光的光纤、光接收光纤、套管固定在所述三通阀上，是采用紫外固化胶粘接的。
15.一种利用权利要求1-14中任一项所述的法布里-珀罗谐振腔拉曼光谱增强装置对气体或液体待测样品进行检测的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）使待测气体或液体样品进入所述法布里-珀罗谐振腔；
（2）使用激光器通过激励光输入组件中的高反射镜面上的缺口或插在缺口中的激励光光纤将激励光射入法布里-珀罗谐振腔；
（3）法布里-珀罗谐振腔的激励光输入侧高反射镜面对激励光和拉曼光无选择反射，法布里-珀罗谐振腔的拉曼光接收组件侧的滤光镜面对激励光高反射、对拉曼光高通透，激励光与激励产生的拉曼光在所述法布里-珀罗谐振腔中不断反射、增强；
（4）在拉曼光接收组件侧使用拉曼光谱仪接收拉曼光谱信号，分析拉曼光谱。
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