表面等离子激元（SPP）和局域表面等离子共振（LSPR）耦合产生的电场增强显著高于单纯LSPR引起的电场增强。因此一种新型高效的表面增强拉曼散射（SERS）基底是寄希望于在一种复合基底中实现SPP-LSPR耦合获得的。基于SPP-LSPR耦合机理，提出一种针对633 nm激光使用的金光栅/金纳米颗粒SERS基底的设计思路以及光栅和纳米颗粒的具体结构参数。为了验证设计方法的正确性，利用电子束光刻法和化学合成法分别制备了具有相应几何尺寸特征的金光栅和金纳米颗粒，并将它们复合在一起得到了光栅/纳米颗粒SPP-LSPR耦合型复合SERS基底，这个基底相比仅有金纳米颗粒制备的LSPR型SERS基底，在检测R6G溶液时浓度可以降低2个数量级，增强因子是后者的72倍，实验结果和时域有限差分（FDTD）法理论拟合的结果基本一致。

从提高表面增强拉曼光谱（SERS）基底的增强效果出发，设计了光栅/纳米颗粒复合结构，通过有限差分时域法（FDTD）对复合结构的消光特性和光场分布进行了仿真，并对光栅的传播表面等离子体（PSP）和纳米颗粒的局域表面等离子体共振（LSPR）之间的耦合效应进行了讨论。在两种不同分布密度的金纳米颗粒阵列（间隙分别为2 nm和6 nm）的LSPR共振波长已知的前提下，基于LSPR和PSP之间的共振波长匹配原则，并令光栅衍射光PSP波矢和LSPR波矢在x轴方向上的分量一致，设计了两种周期的金光栅与相应的金纳米颗粒阵列分别匹配。光栅被入射平面波激发后产生的PSP又激发了纳米颗粒的LSPR，FDTD仿真表明，在633 nm激发下，光栅/颗粒复合基底上颗粒间隙处最大电场强度的平方比相应颗粒阵列提高一个数量级。同时，与平面波直接激发LSPR不同，通过PSP激发的LSPR复合结构中颗粒周围的电场强度在得到提升的同时，热点区域的分布更加广泛，从而可使得更多的被探测分子处于高增强区域中，这对于提高滴加于此基底上的被探测分子的整体SERS信号强度非常有利。

利用飞秒激光烧蚀聚四氟乙烯材料表面，制备具有微纳结构的聚四氟乙烯材料衬底，然后在结构化聚四氟乙烯表面蒸镀银，形成纳米银岛膜，用于表面增强拉曼散射光谱测试。通过调谐飞秒激光的扫描图案，分别制备了具有一维光栅结构和二维光栅结构的聚四氟乙烯材料表面。经过蒸镀银纳米粒子，二维光栅结构的聚四氟乙烯材料衬底表现出更优的表面增强拉曼散射性能，与一维光栅结构的聚四氟乙烯材料表面相比，性能提高约3倍。

为了获得分布均匀、有序排列、可重复性高的表面增强拉曼散射基底(SERS),选取银离子导体RbAg₄I₅薄膜,结合真空热蒸镀工艺和固态离子学方法在外加电流作用下制备出高表面粗糙度的银纳米线。同时,选取罗丹明6G(R6G)溶液作为探针分子,研究高表面粗糙度银纳米线作为SERS基底时的表面增强拉曼特性。实验结果表明:制备得到的银纳米线在宏观上呈现为树枝状,在微观上呈现为有序排列,并且其纳米结构的分形维数为1.59;采用银纳米线作为SERS基底时,能够检测到R6G溶液的浓度低至10 ^-17 mol/L。制备的高表面粗糙度和有序密集排列的银纳米线SERS基底在环境科学等领域具有潜在的应用前景。