表面增强拉曼散射单元的制作方法

本发明涉及表面增强拉曼散射单元。

背景技术：

作为现有的表面增强拉曼散射单元，已知有具备具有设置有开口部的空腔(cavity)的支撑体、具有使表面增强拉曼散射(sers：surfaceenhancedramanscattering)发生的光学功能部并被配置于空腔内的表面增强拉曼散射元件的表面增强拉曼散射单元(例如参照专利文献1～3)。在表面增强拉曼散射单元中，光学功能部容易起因于由水分引起的氧化、异物的附着、物理的干扰等而发生劣化。为了抑制光学功能部的劣化，在专利文献3所记载的装置中，空腔的开口部被能够容易地破坏的盖(cover)覆盖。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/025033号

专利文献2：国际公开第2014/025034号

专利文献3：日本特表2014-531043号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

然而，仅用盖覆盖空腔的开口部时，在例如支撑体由树脂构成的情况下，恐怕水分经由支撑体自身而进入到空腔内并且光学功能部发生氧化。

因此，本发明的目的在于，提供一种能够稳定地抑制由各种因素引起的光学功能部的劣化的表面增强拉曼散射单元。

解决问题的技术手段

本发明的一个方面的表面增强拉曼散射单元具备：支撑体，具有设置有开口部的空腔；光学功能部，以与开口部相对的方式被配置于空腔内并使表面增强拉曼散射发生；封装体(package)，容纳支撑体并进行了排气，封装体至少接触于开口部的边缘并在开口部上以从光学功能部分开的状态向光学功能部侧弯曲。

在该表面增强拉曼散射单元中，支撑体被容纳于实施了排气的封装体。因此，水分其他异物经由空腔的开口部而进入到空腔内的情况当然也能够抑制水分经由支撑体自身而进入到空腔内的情况。再有，封装体至少接触于开口部的边缘并在开口部上以从光学功能部分开的状态向光学功能部侧弯曲。因此，能够防止封装体和光学功能部的物理干扰并能够稳定地将狭窄的密闭空间形成于空腔内。因此，根据该表面增强拉曼散射单元，能够稳定地抑制由各种因素引起的光学功能部的劣化。

在本发明的一个方面的表面增强拉曼散射单元中，也可以是支撑体具有第1开口边缘、相对于第1开口边缘位于光学功能部的相反侧且在从光学功能部与开口部相对的方向观察的情况下位于第1开口边缘的外侧的第2开口边缘，开口部的边缘为第1开口边缘，封装体接触于第1开口边缘以及第2开口边缘。由此，能够进一步提高被形成于空腔内的密闭空间的密闭度。

在本发明的一个方面的表面增强拉曼散射单元中，也可以是支撑体具有第1开口边缘、相对于第1开口边缘位于光学功能部的相反侧且在从光学功能部与开口部相对的方向观察的情况下位于第1开口边缘的外侧的第2开口边缘，开口部的边缘为第2开口边缘，封装体从第1开口边缘分开并接触于第2开口边缘。由此，能够防止封装体和光学功能部的物理干扰并能够更加强地进行来自封装体的排气。

在本发明的一个方面的表面增强拉曼散射单元中，也可以是支撑体为长条体，空腔在支撑体的长边方向上被配置于支撑体的中央。由此，例如被形成为板状的支撑体即使翘曲也能够抑制起因于支撑体的翘曲而产生的应力不平衡地作用于光学功能部。

在本发明的一个方面的表面增强拉曼散射单元中，也可以是支撑体为长条体，空腔在支撑体的长边方向上被配置于从支撑体的中央偏向于一侧的位置。由此，例如被形成为板状的支撑体即使翘曲，如果与支撑体的中央相比较的话，则也因为在从支撑体的中央偏向于一侧的位置上起因于支撑体的翘曲而产生的应力变小，所以能够抑制起因于该应力而给到光学功能部的影响。

在本发明的一个方面的表面增强拉曼散射单元中，开口部的边缘也可以位于同一平面上。由此，使封装体可靠地接触于开口部的边缘，从而能够稳定地将狭窄的密闭空间形成于空腔内。

在本发明的一个方面的表面增强拉曼散射单元中，支撑体中包围开口部的边缘的区域也可以是平坦面。由此，能够使封装体更加可靠地接触于开口部的边缘从而更加稳定地将狭窄的密闭空间形成于空腔内。

在本发明的一个方面的表面增强拉曼散射单元中，封装体也可以具有吸收封装体内的水分的吸湿层。由此，即使在支撑体被容纳于封装体的时候水分存在于空腔内或者水分包含于支撑体自身，也因为那样的水分被吸收于吸湿层，所以能够抑制由那样的水分引起的光功能部的劣化。

在本发明的一个方面的表面增强拉曼散射单元中，也可以是光学功能部被设置于表面增强拉曼散射元件，表面增强拉曼散射元件以光学功能部与开口部相对的方式被配置于空腔内，开口部的边缘在从光学功能部与开口部相对的方向观察的情况下位于表面增强拉曼散射元件的外缘的内侧。由此，能够可靠地防止封装体和光学功能部的物理干扰并能够稳定地将狭窄的密闭空间形成于空腔内。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种能够稳定地抑制由各种因素引起的光学功能部的劣化的表面增强拉曼散射单元。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的表面增强拉曼散射单元的截面图。

图2是省略了封装体的图1的表面增强拉曼散射单元的平面图。

图3是省略了封装体的图1的表面增强拉曼散射单元的底面图。

图4是图1的表面增强拉曼散射单元的一部分放大截面图。

图5是图1的表面增强拉曼散射单元的光学功能部的sem照片。

图6是图1的表面增强拉曼散射单元的一部分放大截面图。

图7是图1的表面增强拉曼散射单元的封装体的一部分放大截面图。

图8是设置了图1的表面增强拉曼散射单元的拉曼分光分析装置的结构图。

图9是表面增强拉曼散射单元的变形例的截面图。

图10是表面增强拉曼散射单元的变形例的开口部的平面图。

图11是表面增强拉曼散射单元的变形例的空腔的截面图。

图12是表面增强拉曼散射单元的变形例的空腔的截面图。

图13是表面增强拉曼散射单元的变形例的空腔的截面图。

图14是省略了封装体的表面增强拉曼散射单元的变形例的立体图。

图15是本发明的第2实施方式的表面增强拉曼散射单元的截面图。

图16是省略了封装体的图15的表面增强拉曼散射单元的平面图。

图17是省略了封装体的图15的表面增强拉曼散射单元的底面图。

图18是省略了封装体的图15的表面增强拉曼散射单元的一部分放大截面图。

图19是省略了封装体的图15的表面增强拉曼散射单元的一部分放大平面图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的优选的实施方式进行详细的说明。还有，在各个附图中将相同的符号标注于相同或者相当的部分，并省略重复的说明。

[第1实施方式]

如图1所示，第1实施方式的sers单元(表面增强拉曼散射单元)1具备sers元件(表面增强拉曼散射元件)2、支撑基板3、支撑构件4、封装体5。支撑基板3以及支撑构件4构成支撑sers元件2的支撑体10。支撑体10为将方向a设定为厚度方向且将方向b设定为长边方向的长条体。还有，图1是沿着图3的点划线的截面图，并且是从箭头i侧看到的截面图。

如图2所示，容纳sers元件2以及支撑构件4的凹部31被设置于支撑基板3的表面3a。凹部31在支撑体10的长边方向b上被配置于支撑基板3的中央。如图3所示，在支撑基板3的背面3b，以在垂直于支撑基板3的厚度方向的方向上进行延伸的壁部32,33被形成的方式设置多个凹部34。作为一个例子，壁部32沿着支撑基板3的外缘被形成为环状。壁部33在壁部32的内侧被形成为格子状。支撑基板3被形成为将方向a设定为厚度方向且将方向b设定为长边方向的矩形板状(参照图1)。凹部31以及各个凹部34被形成为长方体状。支撑基板3例如由树脂(聚丙烯、苯乙烯树脂、abs树脂、聚乙烯、pet、pmma、硅酮或者液晶聚合物等)、陶瓷、玻璃或者硅等构成，并且由成型、切削、蚀刻等一体地形成。作为一个例子，支撑基板3由相对于环境光的光吸收色(例如黑色)或者光反射色(例如白色)的树脂形成。

如图4所示，sers元件2具备基板21、成形层22、导电体层23。作为一个例子，基板21由硅或者玻璃等被形成为矩形板状，并且具有数百μm×数百μm～数十mm×数十mm左右的外形以及100μm～2mm左右的厚度。

成形层22被形成于基板21上并具有细微结构部24、支撑部25、框部26。细微结构部24为具有周期性图案的区域，并在成形层22的中央部被形成于基板21的相反侧的表层。支撑部25为支撑细微结构部24的区域，并被形成于基板21的表面21a。框部26为包围支撑部25的环状的区域，并被形成于基板21的表面21a。

作为一个例子，细微结构部24在从支撑基板3的厚度方向a上的一侧观察的情况下具有数百μm×数百μm～数十mm×数十mm左右的矩形状的外形。作为周期性图案，具有数nm～数百nm左右的粗细以及高度的多个支柱(pillar)以数十nm～数百nm左右的间距被周期性地排列于细微结构部24。支撑部25以及框部26具有数十nm～数十μm左右的厚度。成形层22例如由被配置于基板21上的树脂(丙烯酸类、氟类、环氧类、硅酮类、聚氨脂类、pet、聚碳酸酯或者无机有机混合材料等)或者低熔点玻璃构成，并且由纳米压印法被一体地形成。

导电体层23以从细微结构部24遍及框部26的方式被形成于成形层22上。在细微结构部24上，导电体层23到达露出于基板21的相反侧的支撑部25的表面。作为一个例子，导电体层23具有数nm～数μm左右的厚度。导电体层23例如由金属(au、ag、al、cu或者pt等)等导电体构成，并由蒸镀而被一体地形成。

在sers元件2中，被形成于细微结构部24的表面和露出于基板21的相反侧的支撑部25的表面的导电体层23构成使表面增强拉曼散射发生的光学功能部20。作为参考而将光学功能部20的sem照片展示于图5。图5所表示的光学功能部是将作为导电体层的au蒸镀于具有被周期性地排列的多个支柱的纳米压印树脂制的细微结构部上的光学功能部。相邻的支柱之间的距离(中心线之间的距离)为360nm。各个支柱的直径为120nm，各个支柱的高度为180nm。导电体层的膜厚为50nm左右。

如图1所示，在凹部31的开口部上设置以包含该开口部的方式被加宽的凹部37。如图4所示，将容纳sers元件2的基板21侧的一部分的凹部35设置于凹部31的底面31a。凹部35被形成为具有与sers元件2的基板21侧的一部分相互补关系的形状，并且限制sers元件2朝着垂直于基板21的厚度方向的方向移动。

支撑构件4具有夹持部41、多个脚部42。夹持部41以在从基板21的厚度方向观察的情况下包围光学功能部20的方式被形成为环状。各个脚部42从夹持部41延伸至支撑基板3的背面3b侧。在凹部31的底面31a上以对应于各个脚部42的方式设置多个嵌合孔36。各个嵌合孔36有底且不贯通支撑基板3。各个脚部42在夹持部41包围光学功能部20且接触于sers元件2的导电体层23的状态下被嵌合于各个嵌合孔36。sers元件2通过在凹部35被支撑基板3和支撑构件4的夹持部41夹持从而在支撑体10中被机械性地(即，不通过粘结剂等而由构件彼此的嵌合)保持。

作为一个例子，夹持部41以在从基板21的厚度方向观察的情况下外缘成为矩形状且内缘成为圆形状的方式被形成。各个脚部42分别从夹持部41的4个角部延伸至支撑基板3的背面3b侧。通过夹持部41的内缘被作为圆形状从而避免了局部的推压力作用到sers元件2。各个脚部42以及各个嵌合孔36被形成为圆柱状。支撑构件4例如由树脂(聚丙烯、苯乙烯树脂、abs树脂、聚乙烯、pet、pmma、硅酮或者液晶聚合物等)、陶瓷、玻璃或者硅等构成，并由成型、切削、蚀刻等一体地形成。作为一个例子，支撑构件4由相对于环境光的光吸收色(例如黑色)或者光反射色(例如白色)的树脂形成。

在如以上所述构成的第1实施方式的sers单元1中，如图4所示，从支撑基板3的凹部35的内侧到支撑构件4的夹持部41的内侧的区域构成设置有开口部12(夹持部41中的sers元件2的相反侧的开口部)的空腔11。总之，由支撑基板3以及支撑构件4构成的支撑体10具有设置有开口部12的空腔11。空腔11在支撑体10的长边方向b上被配置于支撑体10的中央。开口部12的边缘12a位于同一平面上。支撑体10中包围开口部12的边缘12a的区域13(夹持部41中的sers元件2的相反侧的表面)为平坦面。

sers元件2以光学功能部20与开口部21相对的方式被配置于空腔11内。开口部12的边缘12a在从光学功能部20与开口部12相对的方向观察的情况下位于sers元件2的外缘2a的内侧。在该状态下，由支撑基板3以及支撑构件4构成的支撑体10被容纳于封装体5。

在第1实施方式的sers单元1的支撑体10中，如图6所示，开口部12的边缘12a为第1开口边缘8，凹部37的开口部的边缘为第2开口边缘9。第2开口边缘9在光学功能部20与开口部12相对的方向(即方向a)上相对于第1开口边缘8位于光学功能部20的相反侧，并且在从光学功能部20与开口部12相对的方向(即方向a)观察的情况下位于第1开口边缘8的外侧。

封装体5具有可挠性，并且被形成为袋状。封装体5在容纳支撑体10的状态下例如由抽真空而进行排气(即存在于封装体5内的空气等气体被排出至封装体5外)，并且例如由热压接而被密封。封装体5接触于开口部12的边缘12a和包围开口部12的边缘12a的区域13。由此，开口部12由封装体5和支撑体10而被无间隙地密封。封装体5在开口部12上以从光学功能部20分开的状态向光学功能部20侧弯曲。在第1实施方式的sers单元1中，如图6所示，封装体5接触于第1开口边缘8以及第2开口边缘9。封装体5如图1所示在支撑基板3的背面3b侧的各个凹部34向各个凹部34的内侧弯曲。还有，作为袋状的封装体5，也包含一部分(例如底面以及侧面)硬且仅剩余的一部分(例如上面)具有可挠性的封装体。

如图6所示，对支撑基板3的凹部31的开口部以及凹部37的开口部、以及支撑构件4的夹持部41的外缘部等实施r倒角。由此，能够抑制大的张力局部地产生于封装体5，并且能够避免封装体5的断裂。

如图7所示，封装体5具有外侧层51、内侧层52。外侧层51例如具有由聚酯(pet、pen等)、聚酰胺(尼龙等)构成的基材层51a、被层叠于基材层51a的内侧的铝层51b。内侧层52具有被层叠于铝层51b的内侧的吸湿层52a、被层叠于吸湿层52a的内侧的密封胶(sealant)层52b。上述的各层由聚乙烯、粘结剂等而被互相贴合。吸湿层52a吸收封装体5内的水分。吸湿层52a例如包含多孔质的二氧化硅、多孔质的沸石、氧化钙、氯化钙或者氯化镁。

接着，对使用了第1实施方式的sers单元1的拉曼分光分析方法进行说明。如图8所示，用于实施拉曼分光分析方法的拉曼分光分析装置60具备平台61、光源62、光学部件63、光学部件64、检测器65。平台61支撑sers单元1。光源62出射激发光。光学部件63进行将激发光照射于光学功能部20所需要的准直、滤光、聚光等。光学部件64进行将拉曼散射光引导到检测器65所需要的准直、滤光等。检测器65检测拉曼散射光。

首先，准备sers单元1，从sers单元1除去封装体5。然后，通过将溶液试样(或者将粉体的试样分散于水或乙醇等溶液的溶液)滴到支撑构件4的夹持部41的内侧的区域，从而将溶液试样配置于光学功能部20上。接着，为了降低透镜效应而将具有光透过性的盖7配置于支撑基板3的凹部37，使盖7接触于溶液试样。

之后，将支撑基板3配置于平台61上，将sers单元1设置(set)于拉曼分光分析装置60。接着，通过使从光源62出射的激发光通过光学部件63而照射于溶液试样，从而激发溶液试样。此时，平台61以激发光的焦点对准光学功能部20的方式进行移动。由此，在光学功能部20与溶液试样的界面上发生表面增强拉曼散射，来源于溶液试样的拉曼散射光增强到例如10⁸倍左右而被放出。于是，通过使被放出的拉曼散射光经由光学部件64而被检测器65检测，从而进行拉曼分光分析。

还有，对于将试样配置于光学功能部20上的方法来说，除了上述的方法之外还有下述的方法。例如，也可以把持支撑基板3，相对于溶液试样(或者使粉体的试样分散于水或乙醇等溶液的溶液)浸渍sers元件2并将其提上来，吹拂干燥该试样。另外，也可以将溶液试样(或者使粉体的试样分散于水或乙醇等溶液的溶液)微量地滴到光学功能部20上并使该试样自然干燥。另外，也可以使粉体的试样就这样分散于光学功能部20上。还有，在这些情况下，即使在测定时不配置盖7也是可以的。

接着，对由第1实施方式的sers单元1取得的效果进行说明。如图1以及图4所示，在sers单元1中，由支撑基板3以及支撑构件4构成的支撑体10被容纳于进行了排气的封装体5。因此，能够抑制水分其他异物经由空腔11的开口部12而进入到空腔11内。除此之外，例如即使是支撑基板3以及支撑构件4由树脂构成的情况下，也能够抑制水分经由支撑体10自身而进入到空腔11内。再有，封装体5接触于开口部12的边缘12a并在开口部12上以从光学功能部20分开的状态向光学功能部20侧弯曲。因此，能够防止封装体5和光学功能部20的物理干扰并能够稳定地将狭窄的密闭空间形成于空腔11内。因此，根据sers单元1，能够稳定地抑制由各种因素引起的光学功能部20的劣化。

另外，在sers单元1中，封装体5接触于支撑体10的第1开口边缘8以及第2开口边缘9。由此，能够进一步提高被形成于空腔11内的密闭空间的密闭度。

另外，在sers单元1中，开口部12的边缘12a位于同一平面上，支撑体10中包围开口部12的边缘12a的区域13为平坦面。由此，能够进一步可靠地使封装体5接触于开口部12的边缘12a，并且能够进一步稳定地将狭窄的密闭空间形成于空腔11内。

另外，在sers单元1中，空腔11在支撑体10的长边方向b上被配置于支撑体10的中央。由此，被形成为板状的支撑体10即使发生翘曲也能够抑制起因于支撑体10的翘曲而发生的应力不平衡地作用于光学功能部20。

另外，在sers单元1中，支撑基板3以及支撑构件4(即支撑体10)由相对于环境光的光吸收色(例如黑色)或者光反射色(例如白色)的树脂形成。由此，能够抑制环境光经由支撑体10而进入到空腔11内，并且能够高精度地实施拉曼分光分析。

另外，在sers单元1中，封装体5具有吸收封装体5内的水分的吸湿层52a。由此，在支撑体10被容纳于封装体5的时候即使水分存在于空腔11内或者水分包含于支撑体10自身也因为这样的水分被吸湿层52a吸收，所以能够抑制由这样的水分引起的光学功能部20的劣化。特别是因为吸湿层52a面对空腔11，所以能够高效率地去除空腔11内的水分。另外，因为封装体5经排气而紧密附着于支撑体10，所以能够高效率地使包含于支撑体10自身的水分吸收于吸湿层52a。

另外，在sers单元1中，在从光学功能部20与开口部12相对的方向观察的情况下开口部12的边缘12a位于sers元件2的外缘2a的内侧。由此，能够可靠地防止封装体5和光学功能部20的物理干扰并能够稳定地将狭窄的密闭空间形成于空腔11内。

另外，在sers单元1中，具有1个空腔11的支撑体10被容纳于1个封装体5。由此，通过封装体5进行弯曲从而能够抑制被形成于空腔11内的密闭空间的形状参差不齐。因此，在多个sers单元1之间减小了个体差并且能够更加稳定地抑制光学功能部20的劣化。

另外，在sers单元1中，封装体5在支撑基板3的背面3b侧的各个凹部34向各个凹部34的内侧弯曲。由此，能够减小密封后的封装体5内的容积并且能够抑制包含于封装体5内的水分的量。再有，吸湿层52a的表面积由于各个凹部34中的封装体5的弯曲而变大。由此，能够将低湿度的环境构筑于封装体5内。

另外，在sers单元1中，封装体5具有铝层51b。由此，能够防止外部气体以及水分进入到封装体5内，并且能够防止光向封装体5内入射等。因此，构成sers单元1的各部能够抑制由外部气体、水分、光等引起的劣化。再有，铝层51b其延展性低于其它层。因此，能够抑制封装体5在开口部12上大幅弯曲而接触于光学功能部20。

接着，对sers单元1的变形例进行说明。如图9(a)以及9(b)所示，支撑体10由底壁14以及环状的侧壁15构成，sers元件2也可以被配置于由底壁14以及侧壁15划定的空腔11内。

如图9(a)所示，在底壁14和侧壁15为不同个体的情况下，例如将气体阻隔性高的材料选作为底壁14，将具有吸湿性的材料选作为侧壁15等，从而材料的选择的自由度提高。另外，空腔11的高度以侧壁15的高度来规定，不依赖于底壁14的厚度。因此，能够容易而且同时地调整空腔11的高度以及底壁14的厚度。

如图9(b)所示，在底壁14和侧壁15为一体的情况下，能够减少部件个数从而能够谋求到低成本。另外，底壁14与侧壁15的接合也变得不需要。因为底壁14和侧壁15为一体所以能够在个体之间使来自开口部12的排气均匀，并且能够在个体之间使开口部12上的封装体5的弯曲量均匀。

如图9(c)所示，支撑体10由基座16以及夹持构件17构成，也可以用基座16和夹持构件17来夹持sers元件2。在该变形例中，在从光学功能部20与开口部12相对的方向观察的情况下。开口部12的边缘12a位于sers元件2的外缘的内侧。由此，能够可靠地防止封装体5和光学功能部20的物理干扰并能够稳定地将狭窄的密闭空间形成于空腔11内。另外，能够减薄基座16的厚度而成为紧凑，并且能够谋求构件成本的降低、环境负荷的降低。

也可以如图10(a)所示开口部12的边缘12a为圆形状，也可以如图10(b)所示开口部12的边缘12a为矩形状。

在开口部12的边缘12a为圆形状的情况下，在排气的时候，封装体5均匀地向光学功能部20侧弯曲(遍及开口部12的边缘12a的全周进行接触的封装体5弯曲成球面状)，并且能够抑制成为封装体5的断裂的原因的局部应力的发生。另外，与相同尺寸的(在正方形的情况下各边的长度等于直径，在长方形的情况下长边的长度等于直径)矩形状的开口部12相比，减小了封装体5的弯曲量，并且能够减小封装体5接触到光学功能部20的风险。

在开口部12的边缘12a为矩形的情况下，与相同尺寸的(在正方形的情况下直径等于各边的长度，在长方形的情况下直径等于长边的长度)矩形状的开口部12相比，增大了封装体5的弯曲量，并且能够使空腔11内的密闭空间更加狭窄。另外，通过封装体5的弯曲量变大从而吸湿层52a的表面积变大。由此，能够更加可靠地去除空腔11内的水分。

如图11(a)以及图11(b)所示，空腔11也可以被形成为开口部12侧宽的锥(taper)状，如图12(a)以及图12(b)所示，空腔11也可以被形成为开口部12的相反侧宽的锥状。还有，既可以如图11(a)以及图12(a)所示支撑体10由互相一体的底壁14以及侧壁15构成，也可以如图11(b)以及图12(b)所示支撑体10由互相不同个体的基座16以及夹持构件17构成。

在空腔11被形成为开口部12侧宽的锥状的情况下，能够增大封装体5的弯曲量并且能够进一步缩窄空腔11内的密闭空间。另外，通过封装体5的弯曲量变大，从而吸湿层52a的表面积变大。由此，能够更加可靠地去除空腔11内的水分。

在空腔11被形成为开口部12的相反侧宽的锥状的情况下，能够减小封装体5的弯曲量并且能够减小封装体5接触到光学功能部20的风险。另外，通过封装体5的弯曲量变小，从而在封装体5不接触到光学功能部20的范围内能够减薄构成空腔11的各个构件的厚度。由此，能够谋求到低成本化、环境负荷的降低。

既可以如图13(a)所示，在支撑体10中，包围开口部12的边缘12a的区域13进一步相对于包围区域13的区域18位于光学功能部20的相反侧，也可以如图13(b)所示，在支撑体10中，包围开口部12的边缘12a的区域13进一步相对于包围区域13的区域18位于光学功能部20侧。

支撑体10中区域13相对于区域18位于光学功能部20的相反侧，在此情况下，作用于封装体5中位于开口部12以及区域13上的部分的张力变大。由此，能够减小封装体5的弯曲量并且能够减小封装体5接触到光学功能部20的风险。

支撑体10中区域13相对于区域18位于光学功能部20侧，在此情况下，作用于封装体5中位于开口部12以及区域13上的部分的张力变小。由此，能够增大封装体5的弯曲量并且能够进一步缩窄空腔11内的密闭空间。另外，通过封装体5的弯曲量变大，从而吸湿层52a的表面积变大。由此，能够进一步可靠地去除空腔11内的水分。还有，支撑基板3的凹部37也以减小作用于封装体5中位于开口部12以及区域13上的部分的张力的方式发挥功能。这样，即使通过支撑基板3的形状，也能够调整作用于封装体5的张力。

1个封装体5如图14所示也可以容纳具有多个空腔11的(1个)支撑体10。相对于各个空腔11设置1个sers元件2，通过封装体5在各个空腔11的开口部12上向光学功能部20侧弯曲从而能够均匀地形成在空腔11中配置sers元件2(光学功能部20)的狭窄的密闭空间。由此，在sers单元1中能够减小配置有sers元件2的各个空腔11的空间形状的个体差并且能够稳定地抑制光学功能部20的劣化。

还有，因为使用1个将具有多个空腔11的支撑体10容纳于1个封装体5的sers单元1的情况比使用多个具有1个空腔11的支撑体10被容纳于1个封装体5的sers单元1的情况更能够保证以相同条件进行相对于各个空腔11的排气作业，所以各个空腔11的空间形状的个体差变得更小。

接着，对sers单元1的尺寸例子进行说明。例如如图9(c)所示在支撑体10上夹持sers元件2，在此情况下，在开口部12的边缘12a为矩形状的时候，边缘12a的各边的长度为在从光学功能部20与开口部12相对的方向观察的情况下的sers元件2的各边的长度的50％～95％。另外，在支撑体10上夹持sers元件2，在此情况下，在开口部12的边缘12a为圆形状的时候，边缘12a的直径为在从光学功能部20与开口部12相对的方向观察的情况下的sers元件2的对角线的长度的50％～95％。

例如如图9(a)以及图9(b)所示，在支撑体10上不夹持sers元件2，在此情况下，在开口部12的边缘12a为矩形状的时候，边缘12a的各边的长度为“在从光学功能部20与开口部12相对的方向观察的情况下的sers元件2的长边的长度”～“该长边的长度+1mm”的范围。在支撑体10上不夹持sers元件2，在此情况下，在开口部12的边缘12a为圆形状的时候，边缘12a的直径为“在从光学功能部20与开口部12相对的方向观察的情况下的sers元件2的对角线的长度”～“该对角线的长度+1mm”的范围。

在开口部12的边缘12a为矩形状的情况下，开口部12中的封装体5的弯曲量为边缘12a的对角线的长度的0.01倍～0.1倍。在开口部12的边缘12a为圆形状的情况下，开口部12中的封装体5的弯曲量为边缘12a的直径的0.01倍～0.1倍。

通过将从开口部12中的封装体5的弯曲的底部(最弯曲的部分)到sers元件2的表面(即光学功能部20)的距离设定为300μm～1.3mm，从而能够防止封装体5和光学功能部20的物理干扰并能够稳定地将狭窄的密闭空间形成于空腔11内。

[第2实施方式]

如图15所示，第2实施方式的sers单元(表面增强拉曼散射单元)1具备sers元件(表面增强拉曼散射元件)2、支撑基板3、支撑构件4、封装体5。支撑基板3以及支撑构件4构成支撑sers元件2的支撑体10。支撑体10为将方向a设定为厚度方向且将方向b设定为长边方向的长条体。

如图16所示，在支撑基板3的表面3a上设置容纳sers元件2以及支撑构件4的凹部31。凹部31在支撑体10的长边方向b上被配置于从支撑基板3的中央偏向于一侧的位置。如图17所示，在支撑基板3的背面3b上以形成在垂直于支撑基板3的厚度方向的方向上进行延伸的壁部32,33的方式设置多个凹部34。作为一个例子，壁部32沿着支撑基板3中除了设置有凹部31的部分的部分的外缘进行形成。壁部33以将支撑基板3中除了设置有凹部31的部分的部分分成两部分的方式沿着支撑体10的长边方向b进行形成。支撑基板3被形成为将方向a设定为厚度方向且将方向b设定为长边方向的矩形板状(参照图15)。凹部31以及各个凹部34被形成为长方体状。支撑基板3例如由树脂(聚丙烯、苯乙烯树脂、abs树脂、聚乙烯、pet、pmma、硅酮或者液晶聚合物等)、陶瓷、玻璃或者硅等构成，并且由成型、切削、蚀刻等一体地形成。作为一个例子，支撑基板3由相对于环境光的光吸收色(例如黑色)或者光反射色(例如白色)的树脂形成。

sers元件2的结构与上述的第1实施方式的sers单元1所具备的sers元件2的结构相同。

如图18所示，在凹部31的底面31a上设置容纳sers元件2的基板21侧的一部分的凹部35。凹部35被形成为与sers元件2的基板21侧的一部分具有互补关系的形状，并限制sers元件2向垂直于基板21的厚度方向的方向移动。

如图18以及图19所示，在凹部31的侧面上以在从支撑基板3的厚度方向a观察的情况下包围sers元件2的方式配置多个凸部38。各个凸部38作为支撑基板3的一部分与支撑基板3形成为一体。各个凸部38沿着支撑基板3的厚度方向a进行延伸。各个凸部38具有将支撑基板3的厚度方向a作为中心线方向的半圆柱面状的侧面38a。各个凸部38进一步具有通过在凹部31的开口部侧切掉一部分来形成的平坦面38b。在各个凸部38中，在侧面38a与平坦面38b之间形成倾斜面38c。

支撑构件4具有夹持部41。夹持部41以在从基板21的厚度方向观察的情况下包围光学功能部20的方式被形成为环状。作为一个例子，夹持部41的外侧的侧面41a为四棱柱面，夹持部41的内侧的侧面41b为圆柱面。夹持部41以夹持部41包围光学功能部20并且接触于sers元件2的导电体层23的状态被多个凸部38保持。在支撑构件4被配置于凹部31内的时候，各个凸部38的平坦面38b以及倾斜面38c作为夹持部41的引导而发挥功能，夹持部41的侧面41a在各个凸部38的侧面38a被嵌合。sers元件2通过在凹部35被支撑基板3和支撑构件4的夹持部41夹持从而机械性地(即不通过粘结剂等而由构件彼此的嵌合)被保持在支撑体10上。还有，在凹部31的侧面的一部分设置加宽部39。在sers单元中，通过将销等插入加宽部39，从而能够从凹部31内卸下支撑构件4。

作为一个例子，夹持部41以在从基板21的厚度方向观察的情况下外缘成为矩形状并且内缘成为圆形状的方式被形成。多个凸部38以2个凸部38被配置于长方体状的凹部31的1个侧面的方式被设置于支撑基板3。通过夹持部41的内缘被作为圆形状从而避免了局部的推压力作用到sers元件2。支撑构件4例如由树脂(聚丙烯、苯乙烯树脂、abs树脂、聚乙烯、pet、pmma、硅酮或者液晶聚合物等)、陶瓷、玻璃或者硅等构成，并且由成型、切削、蚀刻等一体地形成。作为一个例子，支撑构件4由相对于环境光的光吸收色(例如黑色)或者光反射色(例如白色)的树脂形成。

在如以上所述构成的第2实施方式的sers单元1中，如图18所示，从支撑基板3的凹部35的内侧经由支撑构件4的夹持部41的内侧而到达支撑基板3的凹部31的开口部的区域构成设置有开口部12(支撑基板3的凹部31的开口部)的空腔11。总之，由支撑基板3以及支撑构件4构成的支撑体10具有设置有开口部12的空腔11。空腔11在支撑体10的长边方向b上被配置于从支撑体10的中央偏向于一侧的位置。开口部12的边缘12a位于同一平面上。支撑体10中包围开口部12的边缘12a的区域13(支撑基板3的表面3a中包围凹部31的开口部的边缘的区域)为平坦面。

sers元件2以光学功能部20与开口部12相对的方式被配置于空腔11内。开口部12的边缘12a在从光学功能部20与开口部12相对的方向观察的情况下位于sers元件2的外缘2a的外侧。在该状态下，由支撑基板3以及支撑构件4构成的支撑体10被容纳于封装体5。

在第2实施方式的sers单元1的支撑体10中，夹持部41中的sers元件2的相反侧的开口部的边缘为第1开口边缘8，开口部12的边缘12a为第2开口边缘9。第2开口边缘9在光学功能部20与开口部12相对的方向(即方向a)上相对于第1开口边缘8位于光学功能部20的相反侧，并且在从光学功能部20与开口部12相对的方向(即方向a)观察的情况下位于第1开口边缘8的外侧。

如图15所示，封装体5具有可挠性，并被形成为袋状。封装体5在容纳支撑体10的状态下例如由抽真空来进行排气(即存在于封装体5内的空气等气体被排出至封装体5外)，并且例如由热压接而被密封。封装体5接触于开口部12的边缘12a和包围开口部12的边缘12a的区域13。由此，开口部12由封装体5和支撑体10而被无间隙地密封。封装体5在开口部12上以从光学功能部20分开的状态向光学功能部20侧弯曲。在第2实施方式的sers单元1中，封装体5从第1开口边缘8分开并接触于第2开口边缘9。封装体5在支撑基板3的背面3b侧的各个凹部34向各个凹部34的内侧弯曲。还有，作为袋状的封装体5，包含一部分(例如底面以及侧面)硬且仅剩余的一部分(例如上面)具有可挠性的封装体。

对支撑基板3的凹部31的开口部、以及支撑构件4的夹持部41的外缘部等实施r倒角。由此，能够抑制大的张力局部性地产生于封装体5，并且能够避免封装体5的断裂。

封装体5的结构与上述的第1实施方式的sers单元1所具备的封装体5的结构相同。

接着，对使用了第2实施方式的sers单元1的拉曼分光分析方法进行说明。使用了第2实施方式的sers单元1的拉曼分光分析方法也能够与使用了第1实施方式的sers单元1的拉曼分光分析方法相同地进行实施。还有，在第2实施方式的sers单元1中，因为空腔11在支撑体10的长边方向b上被配置于从支撑体10的中央偏向于一侧的位置，所以从被设置于拉曼分光分析装置的插入口仅使支撑体10中配置有空腔11的一侧的部分位于拉曼分光分析装置内，从而能够实施拉曼分光分析。

接着，对由第2实施方式的sers单元1取得的效果进行说明。如图15所示，在sers单元1中，由支撑基板3以及支撑构件4构成的支撑体10被容纳于进行了排气的封装体5。因此，能够抑制水分其他异物经由空腔11的开口部12而进入到空腔11内。除此之外，例如即使是支撑基板3以及支撑构件4由树脂构成的情况下，也能够抑制水分经由支撑体10自身而进入到空腔11内。再有，封装体5接触于开口部12的边缘12a并在开口部12上以从光学功能部20分开的状态向光学功能部20侧弯曲。因此，能够防止封装体5和光学功能部20的物理干扰并能够稳定地将狭窄的密闭空间形成于空腔11内。因此，根据sers单元1，能够稳定地抑制由各种因素引起的光学功能部20的劣化。

另外，在sers单元1中，封装体5从支撑体10的第1开口边缘8分开并接触于支撑体10的第2开口边缘9。由此，因为封装体5在支撑基板3的厚度方向a以及长边方向b的双方上在比第1开口边缘8更从光学功能部分开的第2开口边缘9上进行弯曲。所以能够防止封装体5和光学功能部20的物理干扰并能够更加强地进行来自封装体5的排气。另外，因为空腔11变宽了仅凹部31的开口部的量，所以包含在支撑基板3的背面3b上被设置的凹部34的支撑体10的全体的平衡变得良好(即起因于被设置于支撑基板3的表面3a以及背面3b的凹部的大小差的支撑体10的形状的不平衡被降低)，并且能够抑制在从封装体5进行排气的时候不均匀的应力产生于支撑体10。在sers单元1中，因为空腔11在支撑体10的长边方向b上被配置于从支撑体10的中央偏向于一侧的位置，所以使包含在支撑基板3的背面3b上被设置的凹部34的支撑体10全体的平衡良好是重要的。

另外，在sers单元1中，开口部12的边缘12a位于同一平面上，支撑体10中包围开口部12的边缘12a的区域13为平坦面。由此，能够进一步可靠地使封装体5接触于开口部12的边缘12a，并且能够进一步稳定地将狭窄的密闭空间形成于空腔11内。

另外，在sers单元1中，空腔11在支撑体10的长边方向b上被配置于从支撑体10的中央偏向于一侧的位置。由此，被形成为板状的支撑体10即使发生翘曲，如果与支撑体10的中央相比的话，则也因为在从支撑体10的中央偏向于一侧的位置上起因于支撑体10的翘曲而产生的应力变小，所以能够抑制起因于该应力而给予光学功能部20的影响。另外，被形成为板状的支撑体10即使发生翘曲，如果与支撑体10的中央相比的话，则也因为在从支撑体10的中央偏向于一侧的位置上支撑体10的翘曲的程度变小，所以sers元件2在空腔11内(具体来说，应该是凹部35内)被稳定地保持。

另外，在sers单元1中，支撑基板3以及支撑构件4(即支撑体10)由相对于环境光的光吸收色(例如黑色)或者光反射色(例如白色)的树脂形成。由此，能够抑制环境光经由支撑体10进入到空腔11内，并且能够高精度地实施拉曼分光分析。特别是在仅使支撑体10中配置有空腔11的一侧的部分从被设置于拉曼分光分析装置的插入口位于拉曼分光分析装置内并实施拉曼分光分析的情况下，因为环境光容易经由支撑体10中没有配置空腔11的另一侧的部分而进入到空腔11内，所以由上述的颜色的树脂来形成支撑体10是重要的。

另外，在sers单元1中，封装体5具有吸收封装体5内的水分的吸湿层52a。由此，在支撑体10被容纳于封装体5的时候即使水分存在于空腔11内或者水分包含于支撑体10自身也因为这样的水分被吸湿层52a吸收，所以能够抑制由这样的水分引起的光学功能部20的劣化。特别是因为吸湿层52a面对空腔11，所以能够高效率地去除空腔11内的水分。另外，因为封装体5经排气而紧密附着于支撑体10，所以能够高效率地使包含于支撑体10自身的水分吸收于吸湿层52a。

另外，在sers单元1中，具有1个空腔11的支撑体10被容纳于1个封装体5。由此，通过封装体5进行弯曲从而能够抑制被形成于空腔11内的密闭空间的形状参差不齐。因此，在多个sers单元1之间减小了个体差并且能够更加稳定地抑制光学功能部20的劣化。

另外，在sers单元1中，封装体5在支撑基板3的背面3b侧的各个凹部34向各个凹部34的内侧弯曲。由此，减小了密封后的封装体5内的容积并且能够抑制包含于封装体5内的水分的量。再有，吸湿层52a的表面积由于各个凹部34上的封装体5的弯曲而变大。由此，能够将低湿度的环境构筑于封装体5内。

另外，在sers单元1中，封装体5具有铝层51b。由此，防止了外部气体以及水分进入到封装体5内，并且防止了光向封装体5内入射等。因此，构成sers单元1的各部能够抑制由外部气体、水分、光等引起的劣化。再有，铝层51b其延展性低于其它层。因此，能够抑制封装体5在开口部12上大幅弯曲而接触于光学功能部20。

另外，在sers单元1中，如图15所示，凹部34的底面34a在支撑基板3的厚度方向a上比凹部31的底面31a更位于支撑基板3的表面3a侧。由此，因为凹部34的深度变大、即支撑基板3中没有配置凹部31的部分的厚度变小从而支撑基板3全体的壁厚变得均匀，所以能够减小支撑体10的整体中的翘曲的风险。

另外，因为支撑基板3的表面3a作为平坦面来构成，所以例如在将sers单元1设置于拉曼分光分析装置60的时候能够稳定地使支撑基板3的表面3a抵接于拉曼分光分析装置60的规定面。总之，能够将支撑基板3的表面3a作为定位面来发挥功能。另外，在将sers元件2以及支撑构件4配置于凹部31内的时候能够在支撑基板3的表面3a上使sers元件2以及支撑构件4滑动。总之，能够使支撑基板3的表面3a作为引导面来发挥功能。

另外，将支撑基板3的表面3a作为平坦面来构成的情况从成型制作支撑基板3的观点出发也是合理的。例如，相对于支撑基板3中配置有凹部31的部分，如果将支撑基板3中没有配置凹部31的部分配置于中央(支撑基板3的厚度方向a上的中央)话则在支撑基板3的表面3a侧以及背面3b侧的两侧开口表面积变大，成型制作支撑基板3之后的模具脱模的难度上升并且发生脱模不良的风险上升。

另外，例如，相对于支撑基板3中配置有凹部31的部分，如果将支撑基板3中没有配置凹部31的部分配置于背面3b侧的话，则在成型后从模具卸下成型品的时候将必要的“模具内的突出销”(脱模销(ejectorpin))配置于支撑基板3的表面3a侧的方法成为常规，但是，其结果，脱模销的痕迹会被形成于支撑基板3的表面3a，从而支撑基板3的表面3a的外观变差。

根据以上所述，相对于支撑基板3中配置有凹部31的部分，将支撑基板3中没有配置凹部31的部分配置于表面3a侧并将支撑基板3的表面3a作为平坦面来进行构成，对于谋求成型制作中的风险降低以及提高外观印象来说是重要的。

另外，因为凹部34的底面34a在支撑基板3的厚度方向a上比凹部31的底面31a更位于支撑基板3的表面3a侧，所以光学功能部20从支撑基板3的表面3a分开了仅该量。由此，与光学功能部20被配置于与支撑基板3的表面3a相同面的情况相比较，光学功能部20的污损风险被降低。

另外，在sers单元1中，支撑构件4被减薄，与凹部31的底面31a相反侧的支撑构件4的表面相对于支撑基板3的表面3a位于支撑基板3的背面3b侧。通过支撑构件4被减薄从而支撑构件4的翘曲的风险被降低。另外，例如在使支撑基板3的表面3a抵接于拉曼分光分析装置60的规定面并将sers单元1设置于拉曼分光分析装置60的情况下，因为支撑基板3的表面3a中凹部31的周围的区域抵接于拉曼分光分析装置60的规定面，所以能够稳定地将sers单元1设置于拉曼分光分析装置60，并且能够稳定地实施拉曼分光分析。

另外，在sers单元1中，多个凸部38被设置于凹部31。如图19所示，用各个凸部38的平坦面38b构成的平面尺寸大于用各个凸部38的侧面38a的顶部构成的平面尺寸。由此，能够容易地将支撑构件4配置于凹部31内。再有，仅将支撑构件4推压到凹部31的底面31a侧，支撑构件4在各个凸部38的侧面38a上被嵌合并且支撑构件4被高精度地定位于凹部31内的规定位置。

另外，在从支撑基板3的厚度方向a观察的情况下，各个凸部38从凹部31的侧面向内侧突出。由此，例如支撑构件4为成型制作，由其入口(gate)(在成型时树脂进行流入的入口)的切除而形成的凸部即使残留于支撑构件4的外侧的侧面41a也因为在支撑基板3的凹部31的侧面和支撑构件4的侧面上不进行嵌合，所以能够防止残留于支撑构件4的凸部与支撑基板3的凹部31的侧面相干扰。

另外，在sers单元1中，支撑基板3与支撑构件4的固定在支撑构件4的侧面被实施，所以不需要将脚部设置于支撑构件4或者将嵌合孔设置于凹部31的底面31a，能够减薄支撑基板3并能够对sers单元1进行小型化。

以上，对本发明的第1以及第2实施方式进行了说明，但是，本发明并不限定于上述的第1以及第2实施方式。例如，如果由排气而能够至少使封装体5接触于开口部12的边缘12a的话则支撑体10中包围开口部12的边缘12a的区域13也可以不是平坦面，再有，开口部12的边缘12a即使不位于同一平面上也是可以的。

另外，排气被进行了的袋状的封装体5并不限定于由抽真空来进行排气，也可以通过以封装体5内的气体被挤压出的方式从外侧推压封装体5来进行排气。

另外，封装体5即使不具有吸湿层52a也是可以的。在此情况下，也可以另外将吸湿薄片等吸湿构件容纳于封装体5内。在这样的情况下，也通过对内部进行排气从而紧密附着于支撑体10的封装体5因为抑制了吸湿薄片从所期望的位置(例如在开口部12以及区域13)发生位置偏移，所以能够在多个sers单元1之间缩小个体差。再有，也可以取代吸湿层52a以及吸湿构件或者与吸湿层52a以及吸湿构件一起设置吸收碳酸气或者氧的吸收部。在吸收碳酸气的情况下如果将氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂等用于吸收部的话即可。在吸收氧的情况下如果将铁等用于吸收部的话即可。

另外，细微结构部24例如既可以经由支撑部25而间接地被形成于基板21的表面21a上，也可以被直接形成于基板21的表面21a上。另外，导电体层23并不限定于被直接形成于细微结构部24上的导电层，也可以是经由用于提高相对于细微结构部24的金属的紧密附着性的缓冲金属(ti或者cr等)层等、任意层而被间接地形成于细微结构部24上的导电体层。另外，细微结构部24也可以不通过基板21而被直接形成于支撑体10。即，使表面增强拉曼散射发生的光学功能部20也可以被直接形成于支撑体10。

另外，sers单元1的各个构成材料以及形状并不限于上述的材料以及形状，能够适用各种材料以及形状。例如，支撑基板3以及支撑构件4不是被着色的树脂，也可以由透明树脂形成。在此情况下，能够抑制树脂的着色成分作为出气(outgas)而使光学功能部劣化的风险。另外，如果在拉曼分光分析装置的平台61以及支撑基板3上设置对准标记的话则拉曼分光分析装置60能够通过透明的支撑基板3识别对准标记并自动进行对准。还有，环状并不限定于圆环状，包括矩形环状等其他形状的环状。

产业上的利用可能性

根据本发明，能够提供一种能够稳定地抑制由各种因素引起的光学功能部的劣化的表面增强拉曼散射单元。

符号的说明

1…sers单元(表面增强拉曼散射单元)、2…sers元件(表面增强拉曼散射元件)、2a…外缘、5…封装体、8…第1开口边缘、9…第2开口边缘、10…支撑体、11…空腔、12…开口部、12a…边缘、13…区域、20…光学功能部、52a…吸湿层。