WO2016194533A1 - 表面増強ラマン散乱ユニット - Google Patents

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WO2016194533A1
WO2016194533A1 PCT/JP2016/063432 JP2016063432W WO2016194533A1 WO 2016194533 A1 WO2016194533 A1 WO 2016194533A1 JP 2016063432 W JP2016063432 W JP 2016063432W WO 2016194533 A1 WO2016194533 A1 WO 2016194533A1
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opening
support
package
edge
optical function
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PCT/JP2016/063432
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将師 伊藤
柴山　勝己
和人 大藤
泰生 大山
芳弘 丸山
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浜松ホトニクス株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/068—Optics, miscellaneous

Definitions

  • the present invention relates to a surface-enhanced Raman scattering unit.
  • a conventional surface-enhanced Raman scattering unit has a support body having a cavity provided with an opening and an optical function part that generates surface enhanced Raman scattering (SERS) and is arranged in the cavity.
  • a device including a surface-enhanced Raman scattering element is known (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
  • the optical function unit is likely to deteriorate due to oxidation due to moisture, adhesion of foreign substances, physical interference, and the like.
  • the opening of the cavity is covered with a cover that can be easily broken.
  • the opening of the cavity is only covered with the cover, for example, when the support is made of resin, moisture may enter the cavity through the support itself and the optical function unit may be oxidized.
  • an object of the present invention is to provide a surface-enhanced Raman scattering unit capable of stably suppressing deterioration of the optical function unit due to various factors.
  • a surface-enhanced Raman scattering unit includes a support having a cavity provided with an opening, and an optical function unit that is disposed in the cavity so as to face the opening and generates surface-enhanced Raman scattering.
  • the support is housed in an exhausted package. Therefore, moisture and other foreign substances can enter the cavity through the opening of the cavity, and moisture can also be prevented from entering the cavity through the support itself. Furthermore, the package is in contact with at least the edge of the opening, and the opening bends toward the optical function unit while being separated from the optical function unit. Therefore, a narrow sealed space can be stably formed in the cavity while preventing physical interference between the package and the optical function unit. Therefore, according to the surface-enhanced Raman scattering unit, it is possible to stably suppress deterioration of the optical function unit due to various factors.
  • the support is positioned on the opposite side of the optical function unit with respect to the first opening edge and the first opening edge, and the optical function unit is located at the opening.
  • a second opening edge positioned outside the first opening edge when viewed from the opposite direction, the edge of the opening is the first opening edge, and the package includes the first opening edge and the second opening edge. You may contact the 2nd opening edge. Thereby, the sealing degree of the sealed space formed in the cavity can be further improved.
  • the support is positioned on the opposite side of the optical function unit with respect to the first opening edge and the first opening edge, and the optical function unit is located at the opening.
  • a second opening edge located outside the first opening edge when viewed from the opposite direction, the edge of the opening being the second opening edge, and the package from the first opening edge It is spaced apart and may be in contact with the second opening edge. Thereby, exhausting from the package can be performed more strongly while preventing physical interference between the package and the optical function unit.
  • the support may be a long body, and the cavity may be disposed at the center of the support in the longitudinal direction of the support.
  • the support is a long body, and the cavity may be disposed at a position offset from the center of the support to one side in the longitudinal direction of the support. Good.
  • the edge of the opening may be located on the same plane. Therefore, a package can be made to contact the edge of an opening part reliably and a narrow sealed space can be stably formed in a cavity.
  • the region surrounding the edge of the opening in the support may be a flat surface.
  • the package may have a moisture absorption layer that absorbs moisture in the package.
  • the optical function unit is provided in the surface-enhanced Raman scattering element, and the surface-enhanced Raman scattering element is disposed in the cavity so that the optical function unit faces the opening.
  • the edge of the opening part may be located inside the outer edge of the surface-enhanced Raman scattering element when the optical function part is viewed from the direction facing the opening part.
  • the present invention it is possible to provide a surface-enhanced Raman scattering unit capable of stably suppressing deterioration of the optical function unit due to various factors.
  • FIG. 2 is a plan view of the surface enhanced Raman scattering unit of FIG. 1 with the package omitted.
  • FIG. 2 is a bottom view of the surface enhanced Raman scattering unit of FIG. 1 with the package omitted.
  • It is a partially expanded sectional view of the surface enhancement Raman scattering unit of FIG. It is a SEM photograph of the optical function part of the surface enhancement Raman scattering unit of FIG.
  • It is a partial expanded sectional view of the package of the surface enhancement Raman scattering unit of FIG.
  • FIG. 1 It is a block diagram of the Raman spectroscopic analyzer in which the surface enhancement Raman scattering unit of FIG. 1 was set. It is sectional drawing of the modification of a surface enhancement Raman scattering unit. It is a top view of the opening part of the modification of a surface enhancement Raman scattering unit. It is sectional drawing of the cavity of the modification of a surface enhancement Raman scattering unit. It is sectional drawing of the cavity of the modification of a surface enhancement Raman scattering unit. It is sectional drawing of the cavity of the modification of a surface enhancement Raman scattering unit. It is sectional drawing of the cavity of the modification of a surface enhancement Raman scattering unit. It is a perspective view of the modification of the surface enhancement Raman scattering unit in which the package was omitted.
  • FIG. 16 is a plan view of the surface enhanced Raman scattering unit of FIG. 15 with the package omitted.
  • FIG. 16 is a bottom view of the surface enhanced Raman scattering unit of FIG. 15 with the package omitted.
  • FIG. 16 is a partially enlarged cross-sectional view of the surface-enhanced Raman scattering unit of FIG. 15 with the package omitted.
  • FIG. 16 is a partially enlarged plan view of the surface-enhanced Raman scattering unit of FIG. 15 with a package omitted.
  • the SERS unit (surface enhanced Raman scattering unit) 1 of the first embodiment includes a SERS element (surface enhanced Raman scattering element) 2, a support substrate 3, a support member 4, and a package 5. It is equipped with.
  • the support substrate 3 and the support member 4 constitute a support body 10 that supports the SERS element 2.
  • the support 10 is a long body having the direction A as the thickness direction and the direction B as the longitudinal direction. 1 is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line in FIG. 3, and is a cross-sectional view seen from the arrow I side.
  • the surface 3 a of the support substrate 3 is provided with a recess 31 that accommodates the SERS element 2 and the support member 4.
  • the recess 31 is disposed at the center of the support substrate 3 in the longitudinal direction B of the support 10.
  • the back surface 3 b of the support substrate 3 is provided with a plurality of recesses 34 so that wall portions 32 and 33 extending in a direction perpendicular to the thickness direction of the support substrate 3 are formed.
  • the wall portion 32 is formed in an annular shape along the outer edge of the support substrate 3.
  • the wall portion 33 is formed in a lattice shape inside the wall portion 32.
  • the support substrate 3 is formed in a rectangular plate shape in which the direction A is the thickness direction and the direction B is the longitudinal direction (see FIG. 1).
  • the recess 31 and each recess 34 are formed in a rectangular parallelepiped shape.
  • the support substrate 3 is made of, for example, resin (polypropylene, styrene resin, ABS resin, polyethylene, PET, PMMA, silicone, liquid crystal polymer, or the like), ceramic, glass, silicon, or the like, and is integrally formed by molding, cutting, etching, or the like.
  • the support substrate 3 is made of a resin having a light absorption color (for example, black) or a light reflection color (for example, white) against disturbance light.
  • the SERS element 2 includes a substrate 21, a molding layer 22, and a conductor layer 23.
  • the substrate 21 is formed in a rectangular plate shape with silicon or glass, etc., and has an outer shape of several hundred ⁇ m ⁇ several hundred ⁇ m to several tens of mm ⁇ several tens mm and a thickness of about 100 ⁇ m to 2 mm. ing.
  • the molding layer 22 is formed on the substrate 21 and has a fine structure portion 24, a support portion 25, and a frame portion 26.
  • the fine structure portion 24 is a region having a periodic pattern, and is formed on the surface layer on the opposite side of the substrate 21 in the central portion of the molding layer 22.
  • the support portion 25 is a region that supports the fine structure portion 24, and is formed on the surface 21 a of the substrate 21.
  • the frame portion 26 is an annular region that surrounds the support portion 25, and is formed on the surface 21 a of the substrate 21.
  • the fine structure 24 has a rectangular outer shape of about several hundred ⁇ m ⁇ several hundred ⁇ m to several tens of mm ⁇ several tens mm when viewed from one side in the thickness direction A of the support substrate 3. is doing.
  • a plurality of pillars having a thickness and a height of about several nanometers to several hundreds of nanometers are periodically arranged at a pitch of about several tens of nanometers to several hundreds of nanometers as a periodic pattern.
  • the support part 25 and the frame part 26 have a thickness of about several tens of nanometers to several tens of micrometers.
  • the molding layer 22 is made of, for example, a resin (acrylic, fluorine-based, epoxy-based, silicone-based, urethane-based, PET, polycarbonate, inorganic organic hybrid material, or the like) disposed on the substrate 21 or a low-melting glass. Are integrally formed.
  • a resin acrylic, fluorine-based, epoxy-based, silicone-based, urethane-based, PET, polycarbonate, inorganic organic hybrid material, or the like
  • the conductor layer 23 is formed on the molding layer 22 so as to extend from the fine structure portion 24 to the frame portion 26. In the fine structure portion 24, the conductor layer 23 reaches the surface of the support portion 25 exposed on the opposite side of the substrate 21. As an example, the conductor layer 23 has a thickness of about several nm to several ⁇ m.
  • the conductor layer 23 is made of a conductor such as metal (Au, Ag, Al, Cu, Pt, or the like), for example, and is integrally formed by vapor deposition.
  • the optical function part 20 in which the conductor layer 23 formed on the surface of the fine structure part 24 and the surface of the support part 25 exposed on the opposite side of the substrate 21 causes surface enhanced Raman scattering.
  • FIG. 5 an SEM photograph of the optical function unit 20 is shown in FIG.
  • the optical functional part shown in FIG. 5 is obtained by depositing Au as a conductor layer on a microstructure part made of nanoimprint resin having a plurality of periodically arranged pillars.
  • the distance between adjacent pillars is 360 nm.
  • the diameter of each pillar is 120 nm, and the height of each pillar is 180 nm.
  • the film thickness of the conductor layer is about 50 nm.
  • the opening of the recess 31 is provided with a recess 37 widened to include the opening.
  • the bottom surface 31 a of the recess 31 is provided with a recess 35 that accommodates a part of the SERS element 2 on the substrate 21 side.
  • the recess 35 is formed in a shape having a complementary relationship with a part of the SERS element 2 on the substrate 21 side, and restricts the movement of the SERS element 2 in the direction perpendicular to the thickness direction of the substrate 21.
  • the support member 4 has a clamping part 41 and a plurality of leg parts 42.
  • the clamping part 41 is formed in an annular shape so as to surround the optical function part 20 when viewed from the thickness direction of the substrate 21.
  • Each leg portion 42 extends from the clamping portion 41 to the back surface 3 b side of the support substrate 3.
  • a plurality of fitting holes 36 are provided on the bottom surface 31 a of the recess 31 so as to correspond to the leg portions 42.
  • Each fitting hole 36 has a bottom and does not penetrate the support substrate 3.
  • Each leg portion 42 is fitted in each fitting hole 36 in a state where the sandwiching portion 41 surrounds the optical function portion 20 and is in contact with the conductor layer 23 of the SERS element 2.
  • the SERS element 2 is sandwiched between the support substrate 3 and the sandwiching portion 41 of the support member 4 in the recess 35, so that the members can be mechanically fitted to each other in the support 10 (that is, without using an adhesive or the like). Is held by).
  • the sandwiching portion 41 is formed so that the outer edge is rectangular and the inner edge is circular when viewed from the thickness direction of the substrate 21.
  • Each leg portion 42 extends from each of the four corners of the sandwiching portion 41 to the back surface 3 b side of the support substrate 3. By making the inner edge of the clamping part 41 into a circular shape, the action of local pressing force on the SERS element 2 is avoided.
  • Each leg portion 42 and each fitting hole 36 are formed in a columnar shape.
  • the support member 4 is made of, for example, resin (polypropylene, styrene resin, ABS resin, polyethylene, PET, PMMA, silicone, liquid crystal polymer, or the like), ceramic, glass, silicon, or the like, and is integrally formed by molding, cutting, etching, or the like.
  • resin polypropylene, styrene resin, ABS resin, polyethylene, PET, PMMA, silicone, liquid crystal polymer, or the like
  • ceramic glass, silicon, or the like
  • the support member 4 is formed of a resin that absorbs light (such as black) or reflects light (such as white) against disturbance light.
  • a region extending from the inside of the concave portion 35 of the support substrate 3 to the inside of the holding portion 41 of the support member 4 is opened.
  • the cavity 11 in which the part 12 (opening part on the opposite side of the SERS element 2 in the clamping part 41) is provided is configured. That is, the support 10 constituted by the support substrate 3 and the support member 4 has a cavity 11 provided with an opening 12.
  • the cavity 11 is disposed at the center of the support 10 in the longitudinal direction B of the support 10.
  • the edge 12a of the opening 12 is located on the same plane.
  • a region 13 (a surface on the opposite side of the SERS element 2 in the sandwiching portion 41) surrounding the edge 12a of the opening 12 in the support 10 is a flat surface.
  • the SERS element 2 is disposed in the cavity 11 so that the optical function unit 20 faces the opening 12.
  • the edge 12 a of the opening 12 is located inside the outer edge 2 a of the SERS element 2 when viewed from the direction in which the optical function unit 20 faces the opening 12.
  • the support body 10 constituted by the support substrate 3 and the support member 4 is accommodated in the package 5.
  • the edge 12 a of the opening 12 is the first opening edge 8
  • the edge of the opening of the recess 37 is the second opening edge 9. It is.
  • the second opening edge 9 is located on the opposite side of the optical function unit 20 with respect to the first opening edge 8 in the direction in which the optical function unit 20 faces the opening 12 (that is, the direction A), and the optical function.
  • the portion 20 is located outside the first opening edge 8 when viewed from the direction facing the opening 12 (that is, the direction A).
  • the package 5 has flexibility and is formed in a bag shape.
  • the package 5 is evacuated, for example, by evacuation in a state where the support 10 is accommodated (that is, gas such as air existing in the package 5 is discharged outside the package 5), and sealed by, for example, thermocompression bonding. .
  • the package 5 is in contact with the edge 12 a of the opening 12 and the region 13 surrounding the edge 12 a of the opening 12. As a result, the opening 12 is sealed between the package 5 and the support 10 without a gap.
  • the package 5 bends toward the optical function unit 20 in the opening 12 in a state of being separated from the optical function unit 20.
  • the package 5 is in contact with the first opening edge 8 and the second opening edge 9.
  • the package 5 is bent inward of each recess 34 in each recess 34 on the back surface 3 b side of the support substrate 3.
  • the bag-like package 5 includes one in which a part (for example, the bottom surface and the side surface) is hard and only the remaining part (for example, the top surface) has flexibility.
  • the chamfering is performed on the opening of the recess 31 and the opening of the recess 37 of the support substrate 3, the outer edge of the holding part 41 of the support member 4, and the like. Thereby, it can suppress that a big tension
  • the package 5 includes an outer layer 51 and an inner layer 52.
  • the outer layer 51 includes, for example, a base material layer 51a made of polyester (PET, PEN, etc.) and polyamide (nylon, etc.), and an aluminum layer 51b laminated inside the base material layer 51a.
  • the inner layer 52 has a moisture absorption layer 52a laminated inside the aluminum layer 51b, and a sealant layer 52b laminated inside the moisture absorption layer 52a.
  • Each of the above layers is bonded to each other with polyethylene, an adhesive, or the like.
  • the moisture absorption layer 52a absorbs moisture in the package 5.
  • the moisture absorption layer 52a includes, for example, porous silica, porous zeolite, calcium oxide, calcium chloride, or magnesium chloride.
  • the Raman spectroscopic analysis apparatus 60 for performing the Raman spectroscopic analysis method includes a stage 61, a light source 62, an optical component 63, an optical component 64, and a detector 65. Yes.
  • the stage 61 supports the SERS unit 1.
  • the light source 62 emits excitation light.
  • the optical component 63 performs collimation, filtering, light collection, and the like necessary for irradiating the optical function unit 20 with the excitation light.
  • the optical component 64 performs collimation, filtering, and the like necessary to guide the Raman scattered light to the detector 65.
  • the detector 65 detects Raman scattered light.
  • the SERS unit 1 is prepared, and the package 5 is removed from the SERS unit 1. Then, a solution sample (or a powder sample dispersed in a solution such as water or ethanol) is dropped onto a region inside the holding portion 41 of the support member 4, so that the solution sample is placed on the optical function unit 20. Place. Subsequently, in order to reduce the lens effect, the cover 7 having optical transparency is disposed in the concave portion 37 of the support substrate 3, and the cover 7 is brought into contact with the solution sample.
  • a solution sample or a powder sample dispersed in a solution such as water or ethanol
  • the support substrate 3 is placed on the stage 61 and the SERS unit 1 is set in the Raman spectroscopic analyzer 60.
  • the solution sample is excited by irradiating the solution sample with the excitation light emitted from the light source 62 via the optical component 63.
  • the stage 61 is moved so that the excitation light is focused on the optical function unit 20.
  • surface-enhanced Raman scattering occurs at the interface between the optical function unit 20 and the solution sample, and Raman scattered light derived from the solution sample is enhanced to about 10 8 times and emitted, for example.
  • the Raman scattering analysis is performed by detecting the emitted Raman scattered light with the detector 65 via the optical component 64.
  • the support substrate 3 is gripped, the SERS element 2 is immersed in a solution sample (or a powder sample dispersed in a solution such as water or ethanol), pulled up, and blown to remove the sample. It may be dried. Alternatively, a small amount of a solution sample (or a powder sample dispersed in a solution such as water or ethanol) may be dropped on the optical function unit 20 and the sample may be naturally dried. Further, a sample that is powder may be dispersed on the optical function unit 20 as it is. In these cases, the cover 7 may not be arranged at the time of measurement.
  • the support body 10 constituted by the support substrate 3 and the support member 4 is accommodated in a package 5 that has been evacuated. Therefore, it is possible to prevent moisture and other foreign matters from entering the cavity 11 through the opening 12 of the cavity 11. In addition, even when the support substrate 3 and the support member 4 are made of resin, for example, moisture can be prevented from entering the cavity 11 through the support 10 itself. Further, the package 5 is in contact with the edge 12 a of the opening 12, and the opening 12 is bent toward the optical function unit 20 while being separated from the optical function unit 20.
  • a narrow sealed space can be stably formed in the cavity 11 while preventing physical interference between the package 5 and the optical function unit 20. Therefore, according to the SERS unit 1, it is possible to stably suppress deterioration of the optical function unit 20 due to various factors.
  • the package 5 is in contact with the first opening edge 8 and the second opening edge 9 of the support 10. Thereby, the sealing degree of the sealed space formed in the cavity 11 can be further improved.
  • the edge 12a of the opening 12 is located on the same plane, and the region 13 surrounding the edge 12a of the opening 12 in the support 10 is a flat surface. Thereby, the package 5 can be more reliably brought into contact with the edge 12 a of the opening 12, and a narrow sealed space can be more stably formed in the cavity 11.
  • the cavity 11 is arranged at the center of the support 10 in the longitudinal direction B of the support 10.
  • the support substrate 3 and the support member 4 are formed of a resin that absorbs light (such as black) or reflects light (such as white) against disturbance light.
  • a resin that absorbs light such as black
  • reflects light such as white
  • the package 5 has a moisture absorption layer 52 a that absorbs moisture in the package 5.
  • a moisture absorption layer 52 a that absorbs moisture in the package 5.
  • the edge 12 a of the opening 12 is positioned inside the outer edge 2 a of the SERS element 2 when viewed from the direction in which the optical function unit 20 faces the opening 12. As a result, it is possible to stably form a narrow sealed space in the cavity 11 while reliably preventing physical interference between the package 5 and the optical function unit 20.
  • the support 10 having one cavity 11 is accommodated in one package 5. Thereby, it can suppress that the shape of the sealed space formed in the cavity 11 varies because the package 5 bends. Therefore, individual differences among the plurality of SERS units 1 can be reduced, and deterioration of the optical function unit 20 can be more stably suppressed.
  • the package 5 is bent inside each recess 34 in each recess 34 on the back surface 3 b side of the support substrate 3. Thereby, the volume in the package 5 after sealing can be reduced, and the amount of moisture contained in the package 5 can be suppressed. Furthermore, the surface area of the hygroscopic layer 52a increases due to the bending of the package 5 in each recess 34. Thereby, a low-humidity environment can be constructed in the package 5.
  • the package 5 has an aluminum layer 51b.
  • the aluminum layer 51b has lower ductility than the other layers. Therefore, it is possible to prevent the package 5 from being greatly bent in the opening 12 and coming into contact with the optical function unit 20.
  • the support 10 is constituted by the bottom wall 14 and the annular side wall 15, and the SERS element is contained in the cavity 11 defined by the bottom wall 14 and the side wall 15. 2 may be arranged.
  • the bottom wall 14 and the side wall 15 are separate, for example, a material having a high gas barrier property is selected as the bottom wall 14, and a material having a hygroscopic property is selected as the side wall.
  • the degree of freedom in selecting the material is increased, such as selecting 15.
  • the height of the cavity 11 is defined by the height of the side wall 15 and does not depend on the thickness of the bottom wall 14. Therefore, the height of the cavity 11 and the thickness of the bottom wall 14 can be adjusted easily and simultaneously.
  • the number of parts can be reduced and the cost can be reduced. Further, it is not necessary to join the bottom wall 14 and the side wall 15. Since the bottom wall 14 and the side wall 15 are integrated, exhaust from the opening 12 can be made uniform among individuals, and the amount of bending of the package 5 at the opening 12 can be made uniform between individuals.
  • the support body 10 is configured by the base 16 and the sandwiching member 17, and the SERS element 2 may be sandwiched between the base 16 and the sandwiching member 17.
  • the edge 12 a of the opening 12 is positioned inside the outer edge of the SERS element 2 when the optical function unit 20 is viewed from the direction facing the opening 12.
  • the thickness of the base 16 can be made thin and compact, so that the member cost can be reduced and the environmental load can be reduced.
  • the edge 12a of the opening 12 may be circular, and as shown in FIG. 10 (b), the edge 12a of the opening 12 is rectangular. There may be.
  • the package 5 bends uniformly toward the optical function unit 20 during exhaust (the package 5 that has contacted the entire periphery of the edge 12a of the opening 12). It is possible to suppress the generation of local stress that causes the package 5 to break. Further, the amount of deflection of the package 5 compared to a rectangular opening 12 of the same size (in the case of a square, the length of each side is equal to the diameter, and in the case of a rectangle, the length of the long side is equal to the diameter). The risk of the package 5 coming into contact with the optical function unit 20 can be reduced.
  • the edge 12a of the opening 12 is rectangular, a circle of the same size (in the case of a square, the diameter is equal to the length of each side, and in the case of a rectangle, the diameter is equal to the length of the long side)
  • the opening 12 having a shape Compared with the opening 12 having a shape, the amount of bending of the package 5 can be increased, and the sealed space in the cavity 11 can be made narrower.
  • the surface area of the moisture absorption layer 52a becomes large because the bending amount of the package 5 becomes large. Thereby, the water
  • the cavity 11 may be formed in a tapered shape with a wide opening 12 side, or as shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b).
  • the cavity 11 may be formed in a tapered shape having a wide side opposite to the opening 12.
  • the support 10 may be constituted by the bottom wall 14 and the side wall 15 that are integral with each other.
  • the support body 10 may be configured by the base 16 and the clamping member 17 that are separate from each other.
  • the amount of flexure of the package 5 can be increased to make the sealed space in the cavity 11 narrower. Moreover, the surface area of the moisture absorption layer 52a becomes large because the bending amount of the package 5 becomes large. Thereby, the water
  • the amount of bending of the package 5 can be reduced to reduce the risk of the package 5 coming into contact with the optical function unit 20. Further, since the amount of bending of the package 5 is reduced, the thickness of each member constituting the cavity 11 can be reduced in a range where the package 5 does not contact the optical function unit 20. Thereby, cost reduction and reduction of environmental load can be aimed at.
  • the region 13 surrounding the edge 12 a of the opening 12 is located on the opposite side of the optical function unit 20 with respect to the region 18 surrounding the region 13.
  • the region 13 surrounding the edge 12 a of the opening 12 further has an optical function unit 20 relative to the region 18 surrounding the region 13. It may be located on the side.
  • the tension acting on the portion of the package 5 positioned on the opening 12 and the region 13 is increased. Thereby, the bending amount of the package 5 can be made small and the risk that the package 5 contacts the optical function part 20 can be reduced.
  • the tension acting on the portion located on the opening 12 and the region 13 in the package 5 is reduced.
  • the amount of bending of the package 5 can be increased, and the sealed space in the cavity 11 can be further narrowed.
  • the surface area of the moisture absorption layer 52a becomes large because the bending amount of the package 5 becomes large.
  • the concave portion 37 of the support substrate 3 also functions to reduce the tension acting on the portion of the package 5 located on the opening 12 and the region 13.
  • the tension acting on the package 5 can be adjusted also by the shape of the support substrate 3.
  • one package 5 may contain (one) support body 10 having a plurality of cavities 11.
  • One SERS element 2 is provided for each cavity 11, and the package 5 bends toward the optical function unit 20 in the opening 12 of each cavity 11, so that the SERS element 2 (optical function unit) in each cavity 11. 20) can be formed uniformly in a narrow sealed space in which is disposed.
  • SERS unit 1 the individual difference of the space shape of each cavity 11 in which SERS element 2 is arranged can be made small, and degradation of optical function part 20 can be controlled stably.
  • SERS unit 1 which accommodated the support body 10 which has the several cavity 11 in the one package 5 rather than using multiple SERS units 1 in which the support body 10 which has the one cavity 11 is accommodated in the one package 5 is used. Since it is guaranteed that the evacuation operation for each cavity 11 is performed under the same condition, the individual difference in the spatial shape of each cavity 11 becomes smaller.
  • the SERS unit 1 when the SERS element 2 is sandwiched between the supports 10, when the edge 12a of the opening 12 is rectangular, the length of each side of the edge 12a is optical. This is 50% to 95% of the length of each side of the SERS element 2 when the functional unit 20 is viewed from the direction facing the opening 12. Further, when the SERS element 2 is sandwiched between the supports 10, when the edge 12 a of the opening 12 is circular, the diameter of the edge 12 a is as viewed from the direction in which the optical function unit 20 faces the opening 12. The length of the diagonal line of the SERS element 2 is 50% to 95%.
  • the length of each side of the edge 12a ranges from “the length of the long side of the SERS element 2 when viewed from the direction in which the optical function unit 20 faces the opening 12” to “the length of the long side + 1 mm”.
  • the diameter of the edge 12a is “when the optical function part 20 is viewed from the direction facing the opening 12”.
  • the diagonal length of the SERS element 2 is in the range of “the diagonal length + 1 mm”.
  • the edge 12a of the opening 12 When the edge 12a of the opening 12 is rectangular, the amount of bending of the package 5 at the opening 12 is 0.01 to 0.1 times the length of the diagonal line of the edge 12a. When the edge 12a of the opening 12 is circular, the amount of deflection of the package 5 at the opening 12 is 0.01 to 0.1 times the diameter of the edge 12a.
  • the package 5 and the optical A narrow sealed space can be stably formed in the cavity 11 while preventing physical interference with the functional unit 20.
  • the SERS unit (surface enhanced Raman scattering unit) 1 of the second embodiment includes a SERS element (surface enhanced Raman scattering element) 2, a support substrate 3, a support member 4, and a package 5. It is equipped with.
  • the support substrate 3 and the support member 4 constitute a support body 10 that supports the SERS element 2.
  • the support 10 is a long body having the direction A as the thickness direction and the direction B as the longitudinal direction.
  • the surface 3 a of the support substrate 3 is provided with a recess 31 that accommodates the SERS element 2 and the support member 4.
  • the recess 31 is arranged at a position that is offset from the center of the support substrate 3 to one side in the longitudinal direction B of the support 10.
  • the back surface 3 b of the support substrate 3 is provided with a plurality of recesses 34 so that wall portions 32 and 33 extending in a direction perpendicular to the thickness direction of the support substrate 3 are formed. ing.
  • the wall part 32 is formed along the outer edge of the part except the part in which the recessed part 31 was provided among the support substrates 3.
  • the wall portion 33 is formed along the longitudinal direction B of the support 10 so as to bisect the portion of the support substrate 3 excluding the portion where the recess 31 is provided.
  • the support substrate 3 is formed in a rectangular plate shape in which the direction A is the thickness direction and the direction B is the longitudinal direction (see FIG. 15).
  • the recess 31 and each recess 34 are formed in a rectangular parallelepiped shape.
  • the support substrate 3 is made of, for example, resin (polypropylene, styrene resin, ABS resin, polyethylene, PET, PMMA, silicone, liquid crystal polymer, or the like), ceramic, glass, silicon, or the like, and is integrally formed by molding, cutting, etching, or the like.
  • the support substrate 3 is made of a resin having a light absorption color (for example, black) or a light reflection color (for example, white) against disturbance light.
  • the configuration of the SERS element 2 is the same as the configuration of the SERS element 2 included in the SERS unit 1 of the first embodiment described above.
  • the bottom surface 31 a of the recess 31 is provided with a recess 35 that accommodates a part of the SERS element 2 on the substrate 21 side.
  • the recess 35 is formed in a shape having a complementary relationship with a part of the SERS element 2 on the substrate 21 side, and restricts the movement of the SERS element 2 in the direction perpendicular to the thickness direction of the substrate 21.
  • a plurality of convex portions 38 are arranged on the side surface of the concave portion 31 so as to surround the SERS element 2 when viewed from the thickness direction A of the support substrate 3. .
  • Each convex portion 38 is formed integrally with the support substrate 3 as a part of the support substrate 3.
  • Each convex portion 38 extends along the thickness direction A of the support substrate 3.
  • Each convex portion 38 has a semi-cylindrical side surface 38 a with the thickness direction A of the support substrate 3 as the center line direction.
  • Each convex portion 38 further has a flat surface 38 b formed by cutting out a part thereof on the opening side of the concave portion 31.
  • an inclined surface 38c is formed between the side surface 38a and the flat surface 38b.
  • the support member 4 has a clamping part 41.
  • the clamping part 41 is formed in an annular shape so as to surround the optical function part 20 when viewed from the thickness direction of the substrate 21.
  • the outer side surface 41a of the clamping unit 41 is a quadrangular prism surface
  • the inner side surface 41b of the clamping unit 41 is a cylindrical surface.
  • the clamping part 41 is held by a plurality of convex parts 38 in a state where the clamping part 41 surrounds the optical function part 20 and is in contact with the conductor layer 23 of the SERS element 2.
  • each convex portion 38 When the support member 4 is disposed in the concave portion 31, the flat surface 38 b and the inclined surface 38 c of each convex portion 38 function as a guide for the sandwiching portion 41, and the side surface 41 a of the sandwiching portion 41 is the side surface of each convex portion 38. It is fitted at 38a.
  • the SERS element 2 is sandwiched between the support substrate 3 and the sandwiching portion 41 of the support member 4 in the recess 35, so that the members can be mechanically fitted to each other in the support 10 (that is, without using an adhesive or the like). Is held by).
  • a widened portion 39 is provided on a part of the side surface of the recess 31. In the SERS unit, the support member 4 can be removed from the recess 31 by inserting a pin or the like into the widened portion 39.
  • the sandwiching portion 41 is formed so that the outer edge is rectangular and the inner edge is circular when viewed from the thickness direction of the substrate 21.
  • the plurality of convex portions 38 are provided on the support substrate 3 so that the two convex portions 38 are disposed on one side surface of the rectangular parallelepiped concave portion 31.
  • the support member 4 is made of, for example, resin (polypropylene, styrene resin, ABS resin, polyethylene, PET, PMMA, silicone, liquid crystal polymer, or the like), ceramic, glass, silicon, or the like, and is integrally formed by molding, cutting, etching, or the like.
  • the support member 4 is formed of a resin that absorbs light (such as black) or reflects light (such as white) against disturbance light.
  • a region reaching the opening of the recess 31 of the substrate 3 constitutes the cavity 11 provided with the opening 12 (opening of the recess 31 of the support substrate 3). That is, the support 10 constituted by the support substrate 3 and the support member 4 has a cavity 11 provided with an opening 12.
  • the cavity 11 is disposed at a position offset from the center of the support 10 to one side in the longitudinal direction B of the support 10.
  • the edge 12a of the opening 12 is located on the same plane.
  • a region 13 surrounding the edge 12a of the opening 12 in the support 10 (a region surrounding the edge of the opening of the recess 31 in the surface 3a of the support substrate 3) is a flat surface.
  • the SERS element 2 is disposed in the cavity 11 so that the optical function unit 20 faces the opening 12.
  • the edge 12 a of the opening 12 is located outside the outer edge 2 a of the SERS element 2 when viewed from the direction in which the optical function unit 20 faces the opening 12.
  • the support body 10 constituted by the support substrate 3 and the support member 4 is accommodated in the package 5.
  • the edge of the opening portion on the opposite side of the SERS element 2 in the sandwiching portion 41 is the first opening edge 8, and the edge 12 a of the opening portion 12 is the second opening edge 9. It is.
  • the second opening edge 9 is located on the opposite side of the optical function unit 20 with respect to the first opening edge 8 in the direction in which the optical function unit 20 faces the opening 12 (that is, the direction A), and the optical function.
  • the portion 20 is located outside the first opening edge 8 when viewed from the direction facing the opening 12 (that is, the direction A).
  • the package 5 has flexibility and is formed in a bag shape.
  • the package 5 is evacuated, for example, by evacuation in a state where the support 10 is accommodated (that is, gas such as air existing in the package 5 is discharged outside the package 5), and sealed by, for example, thermocompression bonding. .
  • the package 5 is in contact with the edge 12 a of the opening 12 and the region 13 surrounding the edge 12 a of the opening 12. As a result, the opening 12 is sealed between the package 5 and the support 10 without a gap.
  • the package 5 bends toward the optical function unit 20 in the opening 12 in a state of being separated from the optical function unit 20.
  • the package 5 is separated from the first opening edge 8 and is in contact with the second opening edge 9.
  • the package 5 bends inward of each recess 34 in each recess 34 on the back surface 3 b side of the support substrate 3.
  • the bag-like package 5 includes one in which a part (for example, the bottom surface and the side surface) is hard and only the remaining part (for example, the top surface) has flexibility.
  • the opening of the recess 31 of the support substrate 3 and the outer edge of the clamping part 41 of the support member 4 are chamfered. Thereby, it can suppress that a big tension
  • the configuration of the package 5 is the same as the configuration of the package 5 included in the SERS unit 1 of the first embodiment described above.
  • the Raman spectroscopic analysis method using the SERS unit 1 of the second embodiment can be performed in the same manner as the Raman spectroscopic analysis method using the SERS unit 1 of the first embodiment.
  • the cavity 11 is arranged at a position that is offset from the center of the support 10 to one side in the longitudinal direction B of the support 10. Only the part on one side where 11 is arranged can be located in the Raman spectroscopic analysis apparatus from the insertion port provided in the Raman spectroscopic analysis apparatus to perform the Raman spectroscopic analysis.
  • the support 10 constituted by the support substrate 3 and the support member 4 is accommodated in the package 5 that has been evacuated. Therefore, it is possible to prevent moisture and other foreign matters from entering the cavity 11 through the opening 12 of the cavity 11. In addition, even when the support substrate 3 and the support member 4 are made of resin, for example, moisture can be prevented from entering the cavity 11 through the support 10 itself. Further, the package 5 is in contact with the edge 12 a of the opening 12, and the opening 12 is bent toward the optical function unit 20 while being separated from the optical function unit 20.
  • a narrow sealed space can be stably formed in the cavity 11 while preventing physical interference between the package 5 and the optical function unit 20. Therefore, according to the SERS unit 1, it is possible to stably suppress deterioration of the optical function unit 20 due to various factors.
  • the package 5 is separated from the first opening edge 8 of the support 10 and is in contact with the second opening edge 9 of the support 10. Accordingly, the package 5 is bent at the second opening edge 9 that is farther from the optical function part than the first opening edge 8 in both the thickness direction A and the longitudinal direction B of the support substrate 3, and therefore the package 5 and the optical function part Exhaust from the package 5 can be performed more strongly while preventing physical interference with 20. Further, since the cavity 11 is widened by the opening of the recess 31, the balance of the entire support 10 including the recess 34 provided on the back surface 3b of the support substrate 3 is improved (that is, the surface 3a and the support substrate 3).
  • the geometrical imbalance of the support 10 due to the difference in the size of the recesses provided on the back surface 3b is reduced), and uneven stress is prevented from being generated in the support 10 during exhaust from the package 5 can do.
  • the recess 34 provided on the back surface 3 b of the support substrate 3 is provided. It is important to improve the balance of the entire support 10 including it.
  • the edge 12a of the opening 12 is located on the same plane, and the region 13 surrounding the edge 12a of the opening 12 in the support 10 is a flat surface. Thereby, the package 5 can be more reliably brought into contact with the edge 12 a of the opening 12, and a narrow sealed space can be more stably formed in the cavity 11.
  • the cavity 11 is arranged at a position offset from the center of the support 10 to one side in the longitudinal direction B of the support 10.
  • the support substrate 3 and the support member 4 are formed of a resin that absorbs light (such as black) or reflects light (such as white) against disturbance light.
  • a resin that absorbs light such as black
  • reflects light such as white
  • Raman spectroscopic analysis is performed by positioning only the portion of the support body 10 on one side where the cavity 11 is disposed from the insertion port provided in the Raman spectroscopic analysis apparatus. Since the disturbance light easily enters the cavity 11 through the other side of the support 10 where the cavity 11 is not disposed, the support 10 is formed of the color resin as described above. That is important.
  • the package 5 has a moisture absorption layer 52 a that absorbs moisture in the package 5.
  • a moisture absorption layer 52 a that absorbs moisture in the package 5.
  • the support 10 having one cavity 11 is accommodated in one package 5. Thereby, it can suppress that the shape of the sealed space formed in the cavity 11 varies because the package 5 bends. Therefore, individual differences among the plurality of SERS units 1 can be reduced, and deterioration of the optical function unit 20 can be more stably suppressed.
  • the package 5 is bent inside each recess 34 in each recess 34 on the back surface 3 b side of the support substrate 3. Thereby, the volume in the package 5 after sealing can be reduced, and the amount of moisture contained in the package 5 can be suppressed. Furthermore, the surface area of the hygroscopic layer 52a increases due to the bending of the package 5 in each recess 34. Thereby, a low-humidity environment can be constructed in the package 5.
  • the package 5 has an aluminum layer 51b.
  • the aluminum layer 51b has lower ductility than the other layers. Therefore, it is possible to prevent the package 5 from being greatly bent in the opening 12 and coming into contact with the optical function unit 20.
  • the bottom surface 34 a of the recess 34 is positioned closer to the surface 3 a of the support substrate 3 than the bottom surface 31 a of the recess 31 in the thickness direction A of the support substrate 3.
  • the depth of the recess 34 is increased, that is, the thickness of the portion of the support substrate 3 where the recess 31 is not disposed is reduced, and the thickness of the entire support substrate 3 becomes uniform. The risk of warping in the whole can be reduced.
  • the surface 3a of the support substrate 3 is configured as a flat surface, for example, when the SERS unit 1 is set in the Raman spectroscopic analysis device 60, the surface 3a of the support substrate 3 is placed on a predetermined surface of the Raman spectroscopic analysis device 60. It can be made to contact stably. That is, the surface 3a of the support substrate 3 can function as a positioning surface. Further, when the SERS element 2 and the support member 4 are disposed in the recess 31, the SERS element 2 and the support member 4 can be slid on the surface 3 a of the support substrate 3. That is, the surface 3a of the support substrate 3 can function as a guide surface.
  • the surface 3a of the support substrate 3 is a flat surface from the viewpoint of molding and manufacturing the support substrate 3.
  • the portion of the support substrate 3 where the recess 31 is not disposed is arranged at the center (the center in the thickness direction A of the support substrate 3) of the support substrate 3 where the recess 31 is disposed
  • the opening surface area increases on both sides of the front surface 3a side and the back surface 3b side of the support substrate 3, increasing the difficulty of mold release after molding the support substrate 3, and increasing the risk of occurrence of mold release defects.
  • the molded product is removed from the mold after molding. It is customary to dispose the “projection pin in the mold” (ejector pin) necessary for removal on the surface 3 a side of the support substrate 3. As a result, the trace of the ejector pin is left on the surface 3 a of the support substrate 3. As a result, the appearance of the surface 3a of the support substrate 3 is deteriorated.
  • positioned among the support substrates 3 is arrange
  • the optical function unit 20 is correspondingly increased. It leaves
  • the support member 4 is thinned, and the surface of the support member 4 opposite to the bottom surface 31 a of the recess 31 is positioned on the back surface 3 b side of the support substrate 3 with respect to the surface 3 a of the support substrate 3. ing.
  • the support member 4 By making the support member 4 thin, the risk of warping of the support member 4 is reduced.
  • the SERS unit 1 is set in the Raman spectroscopic analyzer 60 by bringing the surface 3 a of the support substrate 3 into contact with a predetermined surface of the Raman spectroscopic analyzer 60, the periphery of the recess 31 in the surface 3 a of the support substrate 3. Since this region contacts the predetermined surface of the Raman spectroscopic analyzer 60, the SERS unit 1 can be stably set in the Raman spectroscopic analyzer 60, and the Raman spectroscopic analysis can be stably performed.
  • a plurality of convex portions 38 are provided in the concave portion 31.
  • the plane size constituted by the flat surface 38 b of each convex portion 38 is larger than the plane size constituted by the top of the side surface 38 a of each convex portion 38.
  • the support member 4 can be easily disposed in the recess 31.
  • the support member 4 is fitted on the side surface 38 a of each convex portion 38, and the support member 4 is accurately positioned at a predetermined position in the concave portion 31.
  • each convex portion 38 protrudes inward from the side surface of the concave portion 31.
  • the support member 4 is manufactured by molding, and even if the convex portion due to the cut of the gate (inlet through which resin flows during molding) remains on the outer side surface 41 a of the support member 4, Since the fitting is not performed between the side surface and the side surface of the support member 4, it is possible to prevent the convex portion remaining on the support member 4 from interfering with the side surface of the concave portion 31 of the support substrate 3.
  • the SERS unit 1 since the support substrate 3 and the support member 4 are fixed on the side surface of the support member 4, legs are provided on the support member 4 or fitting holes are provided on the bottom surface 31 a of the recess 31.
  • the SERS unit 1 can be downsized by reducing the thickness of the support substrate 3.
  • this invention is not limited to the said 1st and 2nd embodiment.
  • the region 13 surrounding the edge 12a of the opening 12 in the support 10 may not be a flat surface.
  • the 12 edges 12a may not be located on the same plane.
  • the bag-like package 5 that has been evacuated is not limited to the one that has been evacuated by evacuation, and the package 5 is pressed from the outside so that the gas in the package 5 is pushed out. It may be a thing.
  • the package 5 may not have the moisture absorption layer 52a.
  • a moisture absorbent member such as a moisture absorbent sheet may be separately accommodated in the package 5. Even in such a case, a plurality of packages 5 that are in close contact with the support 10 by exhausting the inside thereof are prevented from being displaced from a desired position (for example, on the opening 12 and the region 13). The individual difference between the SERS units 1 can be reduced.
  • an absorption part that absorbs carbon dioxide gas or oxygen may be provided instead of the hygroscopic layer 52a and the hygroscopic member, or together with the hygroscopic layer 52a and the hygroscopic member.
  • an absorption part that absorbs carbon dioxide gas or oxygen may be provided.
  • carbon dioxide gas is absorbed, calcium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, or the like may be used for the absorption part.
  • oxygen is absorbed, iron or the like may be used for the absorption part.
  • the fine structure portion 24 may be formed indirectly on the surface 21a of the substrate 21 through the support portion 25, for example, or may be directly formed on the surface 21a of the substrate 21.
  • the conductor layer 23 is not limited to the one directly formed on the fine structure portion 24, and a buffer metal (Ti or Cr or the like) layer for improving the adhesion of the metal to the fine structure portion 24 or the like.
  • it may be formed indirectly on the fine structure portion 24 through some layer.
  • the fine structure 24 may be directly formed on the support 10 without the substrate 21 interposed therebetween. That is, the optical function unit 20 that causes surface-enhanced Raman scattering may be directly formed on the support 10.
  • each component of the SERS unit 1 are not limited to the materials and shapes described above, and various materials and shapes can be applied.
  • the support substrate 3 and the support member 4 may be formed of a transparent resin instead of a colored resin. In this case, it is possible to suppress a risk that the coloring component of the resin deteriorates the optical function part as outgas.
  • the Raman spectroscopic analysis apparatus 60 can recognize the alignment mark via the transparent support substrate 3 and perform alignment automatically. It becomes.
  • the ring shape is not limited to an annular shape, and includes other shapes such as a rectangular shape.
  • the present invention it is possible to provide a surface-enhanced Raman scattering unit capable of stably suppressing deterioration of the optical function unit due to various factors.
  • SERS unit surface enhancement Raman scattering unit
  • SERS element surface enhancement Raman scattering element
  • 2a outer edge, 5 ... package, 8 ... 1st opening edge, 9 ... 2nd opening edge, 10 ... support body , 11 ... cavity, 12 ... opening, 12a ... edge, 13 ... area, 20 ... optical function part, 52a ... moisture absorption layer.

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Abstract

ＳＥＲＳユニットは、開口部１２が設けられたキャビティ１１を有する支持体１０と、開口部１２に対向するようにキャビティ１１内に配置され、表面増強ラマン散乱を生じさせる光学機能部２０と、支持体１０を収容し、排気がなされたパッケージ５と、を備える。パッケージ５は、少なくとも開口部１２の縁１２ａに接触しており、開口部１２において、光学機能部２０から離間した状態で光学機能部２０側に撓んでいる。

Description

表面増強ラマン散乱ユニット
　本発明は、表面増強ラマン散乱ユニットに関する。
　従来の表面増強ラマン散乱ユニットとして、開口部が設けられたキャビティを有する支持体と、表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ：Surface　Enhanced　Raman　Scattering）を生じさせる光学機能部を有し、キャビティ内に配置された表面増強ラマン散乱素子と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１～３参照）。表面増強ラマン散乱ユニットにおいては、水分による酸化、異物の付着、物理的な干渉等に起因して、光学機能部が劣化し易い。光学機能部の劣化を抑制するために、特許文献３記載の装置では、キャビティの開口部が容易に破壊可能なカバーで覆われている。
国際公開第２０１４／０２５０３３号 国際公開第２０１４／０２５０３４号 特表２０１４－５３１０４３号公報
　しかしながら、キャビティの開口部がカバーで覆われているだけでは、例えば支持体が樹脂からなる場合に、支持体自体を介して水分がキャビティ内に進入し、光学機能部が酸化するおそれがある。
　そこで、本発明は、様々な要因による光学機能部の劣化を安定的に抑制することができる表面増強ラマン散乱ユニットを提供することを目的とする。
　本発明の一側面の表面増強ラマン散乱ユニットは、開口部が設けられたキャビティを有する支持体と、開口部に対向するようにキャビティ内に配置され、表面増強ラマン散乱を生じさせる光学機能部と、支持体を収容し、排気がなされたパッケージと、を備え、パッケージは、少なくとも開口部の縁に接触しており、開口部において、光学機能部から離間した状態で光学機能部側に撓んでいる。
　この表面増強ラマン散乱ユニットでは、支持体が、排気がなされたパッケージに収容されている。そのため、キャビティの開口部を介して水分その他の異物がキャビティ内に進入することは勿論、支持体自体を介して水分がキャビティ内に進入することも抑制することができる。更に、パッケージが、少なくとも開口部の縁に接触しており、開口部において、光学機能部から離間した状態で光学機能部側に撓んでいる。そのため、パッケージと光学機能部との物理的な干渉を防止しつつ、キャビティ内に狭い密閉空間を安定的に形成することができる。よって、この表面増強ラマン散乱ユニットによれば、様々な要因による光学機能部の劣化を安定的に抑制することができる。
　本発明の一側面の表面増強ラマン散乱ユニットでは、支持体は、第１開口縁と、第１開口縁に対して光学機能部の反対側に位置しており、且つ光学機能部が開口部に対向する方向から見た場合に第１開口縁の外側に位置している第２開口縁と、を有し、開口部の縁は、第１開口縁であり、パッケージは、第１開口縁及び第２開口縁に接触していてもよい。これにより、キャビティ内に形成された密閉空間の密閉度をより向上させることができる。
　本発明の一側面の表面増強ラマン散乱ユニットでは、支持体は、第１開口縁と、第１開口縁に対して光学機能部の反対側に位置しており、且つ光学機能部が開口部に対向する方向から見た場合に第１開口縁の外側に位置している第２開口縁と、を有し、開口部の縁は、第２開口縁であり、パッケージは、第１開口縁から離間しており、第２開口縁に接触していてもよい。これにより、パッケージと光学機能部との物理的な干渉を防止しつつ、パッケージからの排気をより強く行うことができる。
　本発明の一側面の表面増強ラマン散乱ユニットでは、支持体は、長尺体であり、キャビティは、支持体の長手方向において支持体の中央に配置されていてもよい。これにより、例えば板状に形成された支持体が反ったとしても、支持体の反りに起因して生じる応力が光学機能部にアンバランスに作用するのを抑制することができる。
　本発明の一側面の表面増強ラマン散乱ユニットでは、支持体は、長尺体であり、キャビティは、支持体の長手方向において支持体の中央から一方の側に片寄った位置に配置されていてもよい。これにより、例えば板状に形成された支持体が反ったとしても、支持体の中央に比べると、支持体の中央から一方の側に片寄った位置では、支持体の反りに起因して生じる応力が小さくなるため、当該応力に起因して光学機能部に与えられる影響を抑制することができる。
　本発明の一側面の表面増強ラマン散乱ユニットでは、開口部の縁は、同一平面上に位置していてもよい。これにより、開口部の縁にパッケージを確実に接触させて、キャビティ内に狭い密閉空間を安定的に形成することができる。
　本発明の一側面の表面増強ラマン散乱ユニットでは、支持体において開口部の縁を囲む領域は、平坦面であってもよい。これにより、開口部の縁にパッケージをより確実に接触させて、キャビティ内に狭い密閉空間をより安定的に形成することができる。
　本発明の一側面の表面増強ラマン散乱ユニットでは、パッケージは、パッケージ内の水分を吸収する吸湿層を有してもよい。これにより、支持体がパッケージに収容される際にキャビティ内に水分が存在していたり或いは支持体自体に水分が含まれていたりしたとしても、そのような水分が吸湿層に吸収されるため、そのような水分による光学機能部の劣化を抑制することができる。
　本発明の一側面の表面増強ラマン散乱ユニットでは、光学機能部は、表面増強ラマン散乱素子に設けられており、表面増強ラマン散乱素子は、光学機能部が開口部に対向するようにキャビティ内に配置されており、開口部の縁は、光学機能部が開口部に対向する方向から見た場合に、表面増強ラマン散乱素子の外縁の内側に位置していてもよい。これにより、パッケージと光学機能部との物理的な干渉を確実に防止しつつ、キャビティ内に狭い密閉空間を安定的に形成することができる。
　本発明によれば、様々な要因による光学機能部の劣化を安定的に抑制することができる表面増強ラマン散乱ユニットを提供することが可能となる。
本発明の第１実施形態の表面増強ラマン散乱ユニットの断面図である。 パッケージが省略された図１の表面増強ラマン散乱ユニットの平面図である。 パッケージが省略された図１の表面増強ラマン散乱ユニットの底面図である。 図１の表面増強ラマン散乱ユニットの一部拡大断面図である。 図１の表面増強ラマン散乱ユニットの光学機能部のＳＥＭ写真である。 図１の表面増強ラマン散乱ユニットの一部拡大断面図である。 図１の表面増強ラマン散乱ユニットのパッケージの一部拡大断面図である。 図１の表面増強ラマン散乱ユニットがセットされたラマン分光分析装置の構成図である。 表面増強ラマン散乱ユニットの変形例の断面図である。 表面増強ラマン散乱ユニットの変形例の開口部の平面図である。 表面増強ラマン散乱ユニットの変形例のキャビティの断面図である。 表面増強ラマン散乱ユニットの変形例のキャビティの断面図である。 表面増強ラマン散乱ユニットの変形例のキャビティの断面図である。 パッケージが省略された表面増強ラマン散乱ユニットの変形例の斜視図である。 本発明の第２実施形態の表面増強ラマン散乱ユニットの断面図である。 パッケージが省略された図１５の表面増強ラマン散乱ユニットの平面図である。 パッケージが省略された図１５の表面増強ラマン散乱ユニットの底面図である。 パッケージが省略された図１５の表面増強ラマン散乱ユニットの一部拡大断面図である。 パッケージが省略された図１５の表面増強ラマン散乱ユニットの一部拡大平面図である。
　以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１実施形態］
　図１に示されるように、第１実施形態のＳＥＲＳユニット（表面増強ラマン散乱ユニット）１は、ＳＥＲＳ素子（表面増強ラマン散乱素子）２と、支持基板３と、支持部材４と、パッケージ５と、を備えている。支持基板３及び支持部材４は、ＳＥＲＳ素子２を支持する支持体１０を構成している。支持体１０は、方向Ａを厚さ方向とし且つ方向Ｂを長手方向とする長尺体である。なお、図１は、図３の一点鎖線に沿った断面図であり、矢印Ｉ側から見た断面図である。
　図２に示されるように、支持基板３の表面３ａには、ＳＥＲＳ素子２及び支持部材４を収容する凹部３１が設けられている。凹部３１は、支持体１０の長手方向Ｂにおいて支持基板３の中央に配置されている。図３に示されるように、支持基板３の裏面３ｂには、支持基板３の厚さ方向に垂直な方向に延在する壁部３２，３３が形成されるように複数の凹部３４が設けられている。一例として、壁部３２は、支持基板３の外縁に沿って環状に形成されている。壁部３３は、壁部３２の内側において格子状に形成されている。支持基板３は、方向Ａを厚さ方向とし且つ方向Ｂを長手方向とする矩形板状に形成されている（図１参照）。凹部３１及び各凹部３４は、直方体状に形成されている。支持基板３は、例えば、樹脂（ポリプロピレン、スチロール樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ＰＥＴ、ＰＭＭＡ、シリコーン若しくは液晶ポリマー等）、セラミック、ガラス又はシリコン等からなり、成型、切削、エッチング等によって一体的に形成されている。一例として、支持基板３は、外乱光に対する光吸収色（例えば黒色）又は光反射色（例えば白色）の樹脂により形成されている。
　図４に示されるように、ＳＥＲＳ素子２は、基板２１と、成形層２２と、導電体層２３と、を有している。一例として、基板２１は、シリコン又はガラス等によって矩形板状に形成されており、数百μｍ×数百μｍ～数十ｍｍ×数十ｍｍ程度の外形及び１００μｍ～２ｍｍ程度の厚さを有している。
　成形層２２は、基板２１上に形成されており、微細構造部２４と、支持部２５と、枠部２６と、を有している。微細構造部２４は、周期的パターンを有する領域であり、成形層２２の中央部において基板２１の反対側の表層に形成されている。支持部２５は、微細構造部２４を支持する領域であり、基板２１の表面２１ａに形成されている。枠部２６は、支持部２５を包囲する環状の領域であり、基板２１の表面２１ａに形成されている。
　一例として、微細構造部２４は、支持基板３の厚さ方向Ａにおける一方の側から見た場合に、数百μｍ×数百μｍ～数十ｍｍ×数十ｍｍ程度の矩形状の外形を有している。微細構造部２４には、周期的パターンとして、数ｎｍ～数百ｎｍ程度の太さ及び高さを有する複数のピラーが数十ｎｍ～数百ｎｍ程度のピッチで周期的に配列されている。支持部２５及び枠部２６は、数十ｎｍ～数十μｍ程度の厚さを有している。成形層２２は、例えば、基板２１上に配置された樹脂（アクリル系、フッ素系、エポキシ系、シリコーン系、ウレタン系、ＰＥＴ、ポリカーボネート若しくは無機有機ハイブリット材料等）又は低融点ガラスからなり、ナノインプリント法によって一体的に形成されている。
　導電体層２３は、微細構造部２４から枠部２６に渡るように成形層２２上に形成されている。微細構造部２４においては、導電体層２３は、基板２１の反対側に露出する支持部２５の表面に達している。一例として、導電体層２３は、数ｎｍ～数μｍ程度の厚さを有している。導電体層２３は、例えば、金属（Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ又はＰｔ等）等の導電体からなり、蒸着によって一体的に形成されている。
　ＳＥＲＳ素子２においては、微細構造部２４の表面と、基板２１の反対側に露出する支持部２５の表面と、に形成された導電体層２３が、表面増強ラマン散乱を生じさせる光学機能部２０を構成している。参考として、光学機能部２０のＳＥＭ写真を図５に示す。図５に示される光学機能部は、周期的に配列された複数のピラーを有するナノインプリント樹脂製の微細構造部に、導電体層としてＡｕを蒸着したものである。隣り合うピラー間の距離（中心線間距離）は、３６０ｎｍである。各ピラーの直径は、１２０ｎｍであり、各ピラーの高さは、１８０ｎｍである。導電体層の膜厚は、５０ｎｍ程度である。
　図１に示されるように、凹部３１の開口部には、当該開口部を含むように拡幅された凹部３７が設けられている。図４に示されるように、凹部３１の底面３１ａには、ＳＥＲＳ素子２の基板２１側の一部を収容する凹部３５が設けられている。凹部３５は、ＳＥＲＳ素子２の基板２１側の一部と相補関係を有する形状に形成されており、基板２１の厚さ方向に垂直な方向へのＳＥＲＳ素子２の移動を規制している。
　支持部材４は、挟持部４１と、複数の脚部４２と、を有している。挟持部４１は、基板２１の厚さ方向から見た場合に光学機能部２０を包囲するように環状に形成されている。各脚部４２は、挟持部４１から支持基板３の裏面３ｂ側に延在している。凹部３１の底面３１ａには、各脚部４２に対応するように複数の嵌合孔３６が設けられている。各嵌合孔３６は、底を有しており、支持基板３を貫通していない。各脚部４２は、挟持部４１が光学機能部２０を包囲し且つＳＥＲＳ素子２の導電体層２３に接触した状態で、各嵌合孔３６に嵌め合わされている。ＳＥＲＳ素子２は、凹部３５において支持基板３と支持部材４の挟持部４１とで挟持されることで、支持体１０において機械的に（すなわち、接着剤等によらずに、部材同士の嵌め合わせによって）保持されている。
　一例として、挟持部４１は、基板２１の厚さ方向から見た場合に外縁が矩形状となり且つ内縁が円形状となるように形成されている。各脚部４２は、挟持部４１の４つの角部のそれぞれから支持基板３の裏面３ｂ側に延在している。挟持部４１の内縁が円形状とされることで、ＳＥＲＳ素子２への局所的な押圧力の作用が回避されている。各脚部４２及び各嵌合孔３６は、円柱状に形成されている。支持部材４は、例えば、樹脂（ポリプロピレン、スチロール樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ＰＥＴ、ＰＭＭＡ、シリコーン若しくは液晶ポリマー等）、セラミック、ガラス又はシリコン等からなり、成型、切削、エッチング等によって一体的に形成されている。一例として、支持部材４は、外乱光に対する光吸収色（例えば黒色）又は光反射色（例えば白色）の樹脂により形成されている。
　以上のように構成された第１実施形態のＳＥＲＳユニット１においては、図４に示されるように、支持基板３の凹部３５の内側から支持部材４の挟持部４１の内側に至る領域が、開口部１２（挟持部４１におけるＳＥＲＳ素子２の反対側の開口部）が設けられたキャビティ１１を構成している。つまり、支持基板３及び支持部材４によって構成された支持体１０は、開口部１２が設けられたキャビティ１１を有している。キャビティ１１は、支持体１０の長手方向Ｂおいて支持体１０の中央に配置されている。開口部１２の縁１２ａは、同一平面上に位置している。支持体１０において開口部１２の縁１２ａを囲む領域１３（挟持部４１におけるＳＥＲＳ素子２の反対側の表面）は、平坦面である。
　ＳＥＲＳ素子２は、光学機能部２０が開口部１２に対向するようにキャビティ１１内に配置されている。開口部１２の縁１２ａは、光学機能部２０が開口部１２に対向する方向から見た場合に、ＳＥＲＳ素子２の外縁２ａの内側に位置している。この状態で、支持基板３及び支持部材４によって構成された支持体１０は、パッケージ５に収容されている。
　第１実施形態のＳＥＲＳユニット１の支持体１０では、図６に示されるように、開口部１２の縁１２ａが第１開口縁８であり、凹部３７の開口部の縁が第２開口縁９である。第２開口縁９は、光学機能部２０が開口部１２に対向する方向（すなわち、方向Ａ）において第１開口縁８に対して光学機能部２０の反対側に位置しており、且つ光学機能部２０が開口部１２に対向する方向（すなわち、方向Ａ）から見た場合に第１開口縁８の外側に位置している。
　パッケージ５は、可撓性を有しており、袋状に形成されている。パッケージ５は、支持体１０を収容した状態で、例えば真空引きによって排気がなされ（すなわち、パッケージ５内に存在する空気等の気体がパッケージ５外に排出され）、例えば熱圧着によって封止される。パッケージ５は、開口部１２の縁１２ａと、開口部１２の縁１２ａを囲む領域１３と、に接触している。これにより、開口部１２は、パッケージ５と支持体１０とによって隙間無く封止されている。パッケージ５は、開口部１２において、光学機能部２０から離間した状態で光学機能部２０側に撓んでいる。第１実施形態のＳＥＲＳユニット１では、図６に示されるように、パッケージ５が第１開口縁８及び第２開口縁９に接触している。パッケージ５は、図１に示されるように、支持基板３の裏面３ｂ側の各凹部３４において、各凹部３４の内側に撓んでいる。なお、袋状のパッケージ５としては、一部（例えば底面及び側面）が硬く、残りの一部（例えば上面）のみが可撓性を有するものも含む。
　図６に示されるように、支持基板３の凹部３１の開口部及び凹部３７の開口部、並びに支持部材４の挟持部４１の外縁部等には、Ｒ面取りが施されている。これにより、パッケージ５に大きな張力が局所的に発生することを抑制し、パッケージ５の破断を回避することができる。
　図７に示されるように、パッケージ５は、外側層５１と、内側層５２と、を有している。外側層５１は、例えば、ポリエステル（ＰＥＴ、ＰＥＮ等）、ポリアミド（ナイロン等）からなる基材層５１ａと、基材層５１ａの内側に積層されたアルミニウム層５１ｂと、を有している。内側層５２は、アルミニウム層５１ｂの内側に積層された吸湿層５２ａと、吸湿層５２ａの内側に積層されたシーラント層５２ｂと、を有している。上記の各層は、ポリエチレン、接着剤等によって、互いに貼り合わされている。吸湿層５２ａは、パッケージ５内の水分を吸収する。吸湿層５２ａは、例えば、多孔質のシリカ、多孔質のゼオライト、酸化カルシウム、塩化カルシウム又は塩化マグネシウムを含んでいる。
　次に、第１実施形態のＳＥＲＳユニット１を用いたラマン分光分析方法について説明する。図８に示されるように、ラマン分光分析方法を実施するためのラマン分光分析装置６０は、ステージ６１と、光源６２と、光学部品６３と、光学部品６４と、検出器６５と、を備えている。ステージ６１は、ＳＥＲＳユニット１を支持する。光源６２は、励起光を出射する。光学部品６３は、励起光を光学機能部２０に照射するのに必要なコリメーション、フィルタリング、集光等を行う。光学部品６４は、ラマン散乱光を検出器６５に誘導するのに必要なコリメーション、フィルタリング等を行う。検出器６５は、ラマン散乱光を検出する。
　まず、ＳＥＲＳユニット１を用意し、ＳＥＲＳユニット１からパッケージ５を除去する。そして、支持部材４の挟持部４１の内側の領域に溶液試料（或いは、水又はエタノール等の溶液に粉体の試料を分散させたもの）を滴下することにより、光学機能部２０上に溶液試料を配置する。続いて、レンズ効果を低減させるために、光透過性を有するカバー７を支持基板３の凹部３７に配置して、カバー７を溶液試料に接触させる。
　その後に、ステージ６１上に支持基板３を配置して、ＳＥＲＳユニット１をラマン分光分析装置６０にセットする。続いて、光源６２から出射された励起光を、光学部品６３を介して溶液試料に照射することで、溶液試料を励起させる。このとき、ステージ６１は、光学機能部２０に励起光の焦点が合うように移動させられている。これにより、光学機能部２０と溶液試料との界面で表面増強ラマン散乱が生じ、溶液試料由来のラマン散乱光が例えば１０８倍程度にまで増強されて放出される。そして、放出されたラマン散乱光を、光学部品６４を介して検出器６５で検出することにより、ラマン分光分析を行う。
　なお、光学機能部２０上への試料の配置の方法には、上述した方法の他に、次のような方法がある。例えば、支持基板３を把持して、溶液試料（或いは、水又はエタノール等の溶液に粉体の試料を分散させたもの）に対してＳＥＲＳ素子２を浸漬させて引き上げ、ブローして当該試料を乾燥させてもよい。また、溶液試料（或いは、水又はエタノール等の溶液に粉体の試料を分散させたもの）を光学機能部２０上に微量滴下し、当該試料を自然乾燥させてもよい。また、粉体である試料をそのまま光学機能部２０上に分散させてもよい。なお、これらの場合には、測定時にカバー７を配置しなくてもよい。
　次に、第１実施形態のＳＥＲＳユニット１によって奏される効果について説明する。図１及び図４に示されるように、ＳＥＲＳユニット１では、支持基板３及び支持部材４によって構成された支持体１０が、排気がなされたパッケージ５に収容されている。そのため、キャビティ１１の開口部１２を介して水分その他の異物がキャビティ１１内に進入することを抑制することができる。加えて、例えば支持基板３及び支持部材４が樹脂からなる場合であっても、支持体１０自体を介して水分がキャビティ１１内に進入することを抑制することができる。更に、パッケージ５が、開口部１２の縁１２ａに接触しており、開口部１２において、光学機能部２０から離間した状態で光学機能部２０側に撓んでいる。そのため、パッケージ５と光学機能部２０との物理的な干渉を防止しつつ、キャビティ１１内に狭い密閉空間を安定的に形成することができる。よって、ＳＥＲＳユニット１によれば、様々な要因による光学機能部２０の劣化を安定的に抑制することができる。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、パッケージ５が支持体１０の第１開口縁８及び第２開口縁９に接触している。これにより、キャビティ１１内に形成された密閉空間の密閉度をより向上させることができる。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、開口部１２の縁１２ａが同一平面上に位置しており、支持体１０において開口部１２の縁１２ａを囲む領域１３が平坦面である。これにより、開口部１２の縁１２ａにパッケージ５をより確実に接触させて、キャビティ１１内に狭い密閉空間をより安定的に形成することができる。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、キャビティ１１が支持体１０の長手方向Ｂにおいて支持体１０の中央に配置されている。これにより、板状に形成された支持体１０が反ったとしても、支持体１０の反りに起因して生じる応力が光学機能部２０にアンバランスに作用するのを抑制することができる。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、支持基板３及び支持部材４（すなわち、支持体１０）が、外乱光に対する光吸収色（例えば黒色）又は光反射色（例えば白色）の樹脂により形成されている。これにより、支持体１０を経由してキャビティ１１内に外乱光が進入するのを抑制することができ、ラマン分光分析を精度良く実施することが可能となる。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、パッケージ５が、パッケージ５内の水分を吸収する吸湿層５２ａを有している。これにより、支持体１０がパッケージ５に収容される際にキャビティ１１内に水分が存在していたり或いは支持体１０自体に水分が含まれていたりしたとしても、そのような水分が吸湿層５２ａに吸収されるため、そのような水分による光学機能部２０の劣化を抑制することができる。特に、吸湿層５２ａがキャビティ１１に面しているため、キャビティ１１内の水分を効率良く除去することができる。また、排気によってパッケージ５が支持体１０に密着しているため、支持体１０自体に含まれていた水分を吸湿層５２ａに効率良く吸収させることができる。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、光学機能部２０が開口部１２に対向する方向から見た場合に、開口部１２の縁１２ａがＳＥＲＳ素子２の外縁２ａの内側に位置している。これにより、パッケージ５と光学機能部２０との物理的な干渉を確実に防止しつつ、キャビティ１１内に狭い密閉空間を安定的に形成することができる。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、１つのキャビティ１１を有する支持体１０が１つのパッケージ５に収容されている。これにより、パッケージ５が撓むことでキャビティ１１内に形成される密閉空間の形状がばらつくことを抑制することができる。したがって、複数のＳＥＲＳユニット１間において個体差を小さくして、光学機能部２０の劣化をより安定的に抑制することができる。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、パッケージ５が、支持基板３の裏面３ｂ側の各凹部３４において、各凹部３４の内側に撓んでいる。これにより、封止後のパッケージ５内の容積を小さくして、パッケージ５内に含まれる水分の量を抑制することができる。更に、各凹部３４におけるパッケージ５の撓みによって、吸湿層５２ａの表面積が大きくなる。これにより、パッケージ５内に低湿度な環境を構築することができる。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、パッケージ５がアルミニウム層５１ｂ有している。これにより、パッケージ５内への外気及び水分の進入、並びにパッケージ５内への光の入射等が防止される。そのため、ＳＥＲＳユニット１を構成する各部が、外気、水分、光等によって劣化することを抑制することができる。更に、アルミニウム層５１ｂは、他の層よりも延性が低い。そのため、開口部１２においてパッケージ５が大きく撓んで光学機能部２０に接触することを抑制することができる。
　次に、ＳＥＲＳユニット１の変形例について説明する。図９の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、底壁１４及び環状の側壁１５によって支持体１０が構成されており、底壁１４及び側壁１５によって画定されたキャビティ１１内にＳＥＲＳ素子２が配置されていてもよい。
　図９の（ａ）に示されるように、底壁１４と側壁１５とが別体である場合には、例えば、ガスバリア性の高い材料を底壁１４に選択し、吸湿性を有する材料を側壁１５に選択する等、材料の選択の自由度が高まる。また、キャビティ１１の高さは、側壁１５の高さで規定され、底壁１４の厚さに依存しない。したがって、キャビティ１１の高さ及び底壁１４の厚さを容易に且つ同時に調整することができる。
　図９の（ｂ）に示されるように、底壁１４と側壁１５とが一体である場合には、部品点数を減らして、低コスト化を図ることができる。また、底壁１４と側壁１５との接合も不要となる。底壁１４と側壁１５とが一体であるため、開口部１２からの排気を個体間で均一にすることができ、開口部１２におけるパッケージ５の撓み量を個体間で均一にすることができる。
　図９の（ｃ）に示されるように、ベース１６及び挟持部材１７によって支持体１０が構成されており、ベース１６と挟持部材１７とでＳＥＲＳ素子２が挟持されていてもよい。この変形例では、光学機能部２０が開口部１２に対向する方向から見た場合に、開口部１２の縁１２ａがＳＥＲＳ素子２の外縁の内側に位置している。これにより、パッケージ５と光学機能部２０との物理的な干渉を確実に防止しつつ、キャビティ１１内に狭い密閉空間を安定的に形成することができる。また、ベース１６の厚さを薄くコンパクトにすることができ、部材コストの低減、環境負荷の低減を図ることができる。
　図１０の（ａ）に示されるように、開口部１２の縁１２ａが円形状であってもよいし、図１０の（ｂ）に示されるように、開口部１２の縁１２ａが矩形状であってもよい。
　開口部１２の縁１２ａが円形状である場合には、排気の際に、パッケージ５が光学機能部２０側に均一に撓み（開口部１２の縁１２ａの全周に渡って接触したパッケージ５が球面状に撓み）、パッケージ５の破断の原因となる局所的な応力の発生を抑制することができる。また、同サイズの（正方形の場合には各辺の長さが直径に等しく、長方形の場合には長辺の長さが直径に等しい）矩形状の開口部１２に比べ、パッケージ５の撓み量を小さくして、パッケージ５が光学機能部２０に接触するリスクを低減することができる。
　開口部１２の縁１２ａが矩形状である場合には、同サイズの（正方形の場合には直径が各辺の長さに等しく、長方形の場合には直径が長辺の長さに等しい）円形状の開口部１２に比べ、パッケージ５の撓み量を大きくして、キャビティ１１内の密閉空間をより狭くすることができる。また、パッケージ５の撓み量が大きくなることで、吸湿層５２ａの表面積が大きくなる。これにより、キャビティ１１内の水分をより確実に除去することができる。
　図１１の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、開口部１２側が広いテーパ状にキャビティ１１が形成されていてもよいし、図１２の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、開口部１２の反対側が広いテーパ状にキャビティ１１が形成されていてもよい。なお、図１１の（ａ）及び図１２の（ａ）に示されるように、互いに一体の底壁１４及び側壁１５によって支持体１０が構成されていてもよいし、図１１の（ｂ）及び図１２の（ｂ）に示されるように、互いに別体のベース１６及び挟持部材１７によって支持体１０が構成されていてもよい。
　開口部１２側が広いテーパ状にキャビティ１１が形成されている場合には、パッケージ５の撓み量を大きくして、キャビティ１１内の密閉空間をより狭くすることができる。また、パッケージ５の撓み量が大きくなることで、吸湿層５２ａの表面積が大きくなる。これにより、キャビティ１１内の水分をより確実に除去することができる。
　開口部１２の反対側が広いテーパ状にキャビティ１１が形成されている場合には、パッケージ５の撓み量を小さくして、パッケージ５が光学機能部２０に接触するリスクを低減することができる。また、パッケージ５の撓み量が小さくなることで、パッケージ５が光学機能部２０に接触しない範囲において、キャビティ１１を構成する各部材の厚さを薄くすることができる。これにより、低コスト化、環境負荷の低減を図ることができる。
　図１３の（ａ）に示されるように、支持体１０において、開口部１２の縁１２ａを囲む領域１３が、更に領域１３を囲む領域１８に対して、光学機能部２０の反対側に位置していてもよいし、図１３の（ｂ）に示されるように、支持体１０において、開口部１２の縁１２ａを囲む領域１３が、更に領域１３を囲む領域１８に対して、光学機能部２０側に位置していてもよい。
　支持体１０において領域１３が領域１８に対して光学機能部２０の反対側に位置している場合には、パッケージ５において開口部１２及び領域１３上に位置する部分に作用する張力が大きくなる。これにより、パッケージ５の撓み量を小さくして、パッケージ５が光学機能部２０に接触するリスクを低減することができる。
　支持体１０において領域１３が領域１８に対して光学機能部２０側に位置している場合には、パッケージ５において開口部１２及び領域１３上に位置する部分に作用する張力が小さくなる。これにより、パッケージ５の撓み量を大きくして、キャビティ１１内の密閉空間をより狭くすることができる。また、パッケージ５の撓み量が大きくなることで、吸湿層５２ａの表面積が大きくなる。これにより、キャビティ１１内の水分をより確実に除去することができる。なお、支持基板３の凹部３７も、パッケージ５において開口部１２及び領域１３上に位置する部分に作用する張力を小さくするよう機能する。このように、支持基板３の形状によっても、パッケージ５に作用する張力を調整することが可能である。
　１つのパッケージ５は、図１４に示されるように、複数のキャビティ１１を有する（１つの）支持体１０を収容していてもよい。各キャビティ１１に対して１つのＳＥＲＳ素子２が設けられており、パッケージ５が各キャビティ１１の開口部１２において光学機能部２０側に撓むことによって、各キャビティ１１においてＳＥＲＳ素子２（光学機能部２０）が配置された狭い密閉空間を均一に形成することができる。これにより、ＳＥＲＳユニット１において、ＳＥＲＳ素子２が配置された各キャビティ１１の空間形状の個体差を小さくして、光学機能部２０の劣化を安定的に抑制することができる。
　なお、１つのキャビティ１１を有する支持体１０が１つのパッケージ５に収容されているＳＥＲＳユニット１を複数用いるよりも、複数のキャビティ１１を有する支持体１０を１つのパッケージ５に収容したＳＥＲＳユニット１を１つ用いるほうが、各キャビティ１１に対する排気作業が同一条件で行われることが保証されているため、各キャビティ１１の空間形状の個体差はより小さくなる。
　次に、ＳＥＲＳユニット１の寸法例について説明する。例えば図９の（ｃ）に示されるように、支持体１０においてＳＥＲＳ素子２を挟持する場合において、開口部１２の縁１２ａが矩形状であるときには、縁１２ａの各辺の長さは、光学機能部２０が開口部１２に対向する方向から見た場合におけるＳＥＲＳ素子２の各辺の長さの５０％～９５％である。また、支持体１０においてＳＥＲＳ素子２を挟持する場合において、開口部１２の縁１２ａが円形状であるときには、縁１２ａの直径は、光学機能部２０が開口部１２に対向する方向から見た場合におけるＳＥＲＳ素子２の対角線の長さの５０％～９５％である。
　例えば図９の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、支持体１０においてＳＥＲＳ素子２を挟持しない場合において、開口部１２の縁１２ａが矩形状であるときには、縁１２ａの各辺の長さは、「光学機能部２０が開口部１２に対向する方向から見た場合におけるＳＥＲＳ素子２の長辺の長さ」～「当該長辺の長さ＋１ｍｍ」の範囲である。支持体１０においてＳＥＲＳ素子２を挟持しない場合において、開口部１２の縁１２ａが円形状であるときには、縁１２ａの直径は、「光学機能部２０が開口部１２に対向する方向から見た場合におけるＳＥＲＳ素子２の対角線の長さ」～「当該対角線の長さ＋１ｍｍ」の範囲である。
　開口部１２の縁１２ａが矩形状である場合には、開口部１２におけるパッケージ５の撓み量は、縁１２ａの対角線の長さの０．０１倍～０．１倍である。開口部１２の縁１２ａが円形状である場合には、開口部１２におけるパッケージ５の撓み量は、縁１２ａの直径の０．０１倍～０．１倍である。
　開口部１２におけるパッケージ５の撓みの底部（最も撓んでいる部分）からＳＥＲＳ素子２の表面（すなわち、光学機能部２０）までの距離を３００μｍ～１．３ｍｍに設定することで、パッケージ５と光学機能部２０との物理的な干渉を防止しつつ、キャビティ１１内に狭い密閉空間を安定的に形成することができる。
［第２実施形態］
　図１５に示されるように、第２実施形態のＳＥＲＳユニット（表面増強ラマン散乱ユニット）１は、ＳＥＲＳ素子（表面増強ラマン散乱素子）２と、支持基板３と、支持部材４と、パッケージ５と、を備えている。支持基板３及び支持部材４は、ＳＥＲＳ素子２を支持する支持体１０を構成している。支持体１０は、方向Ａを厚さ方向とし且つ方向Ｂを長手方向とする長尺体である。
　図１６に示されるように、支持基板３の表面３ａには、ＳＥＲＳ素子２及び支持部材４を収容する凹部３１が設けられている。凹部３１は、支持体１０の長手方向Ｂにおいて支持基板３の中央から一方の側に片寄った位置に配置されている。図１７に示されるように、支持基板３の裏面３ｂには、支持基板３の厚さ方向に垂直な方向に延在する壁部３２，３３が形成されるように複数の凹部３４が設けられている。一例として、壁部３２は、支持基板３のうち凹部３１が設けられた部分を除く部分の外縁に沿って形成されている。壁部３３は、支持基板３のうち凹部３１が設けられた部分を除く部分を二分するように支持体１０の長手方向Ｂに沿って形成されている。支持基板３は、方向Ａを厚さ方向とし且つ方向Ｂを長手方向とする矩形板状に形成されている（図１５参照）。凹部３１及び各凹部３４は、直方体状に形成されている。支持基板３は、例えば、樹脂（ポリプロピレン、スチロール樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ＰＥＴ、ＰＭＭＡ、シリコーン若しくは液晶ポリマー等）、セラミック、ガラス又はシリコン等からなり、成型、切削、エッチング等によって一体的に形成されている。一例として、支持基板３は、外乱光に対する光吸収色（例えば黒色）又は光反射色（例えば白色）の樹脂により形成されている。
　ＳＥＲＳ素子２の構成は、上述した第１実施形態のＳＥＲＳユニット１が備えるＳＥＲＳ素子２の構成と同様である。
　図１８に示されるように、凹部３１の底面３１ａには、ＳＥＲＳ素子２の基板２１側の一部を収容する凹部３５が設けられている。凹部３５は、ＳＥＲＳ素子２の基板２１側の一部と相補関係を有する形状に形成されており、基板２１の厚さ方向に垂直な方向へのＳＥＲＳ素子２の移動を規制している。
　図１８及び図１９に示されるように、凹部３１の側面には、支持基板３の厚さ方向Ａから見た場合にＳＥＲＳ素子２を包囲するように、複数の凸部３８が配置されている。各凸部３８は、支持基板３の一部として、支持基板３と一体的に形成されている。各凸部３８は、支持基板３の厚さ方向Ａに沿って延在している。各凸部３８は、支持基板３の厚さ方向Ａを中心線方向とする半円柱面状の側面３８ａを有している。各凸部３８は、更に、凹部３１の開口部側において一部が切り欠かれることで形成された平坦面３８ｂを有している。各凸部３８において、側面３８ａと平坦面３８ｂとの間には、傾斜面３８ｃが形成されている。
　支持部材４は、挟持部４１を有している。挟持部４１は、基板２１の厚さ方向から見た場合に光学機能部２０を包囲するように環状に形成されている。一例として、挟持部４１の外側の側面４１ａは四角柱面であり、挟持部４１の内側の側面４１ｂは円柱面である。挟持部４１は、挟持部４１が光学機能部２０を包囲し且つＳＥＲＳ素子２の導電体層２３に接触した状態で、複数の凸部３８によって保持されている。支持部材４が凹部３１内に配置される際には、各凸部３８の平坦面３８ｂ及び傾斜面３８ｃが挟持部４１のガイドとして機能し、挟持部４１の側面４１ａが各凸部３８の側面３８ａにおいて嵌め合わされる。ＳＥＲＳ素子２は、凹部３５において支持基板３と支持部材４の挟持部４１とで挟持されることで、支持体１０において機械的に（すなわち、接着剤等によらずに、部材同士の嵌め合わせによって）保持されている。なお、凹部３１の側面の一部には拡幅部３９が設けられている。ＳＥＲＳユニットにおいては、拡幅部３９にピン等を差し込むことで、凹部３１内から支持部材４を取り外すことができる。
　一例として、挟持部４１は、基板２１の厚さ方向から見た場合に外縁が矩形状となり且つ内縁が円形状となるように形成されている。複数の凸部３８は、直方体状の凹部３１の１つの側面に２つの凸部３８が配置されるように、支持基板３に設けられている。挟持部４１の内縁が円形状とされることで、ＳＥＲＳ素子２への局所的な押圧力の作用が回避されている。支持部材４は、例えば、樹脂（ポリプロピレン、スチロール樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ＰＥＴ、ＰＭＭＡ、シリコーン若しくは液晶ポリマー等）、セラミック、ガラス又はシリコン等からなり、成型、切削、エッチング等によって一体的に形成されている。一例として、支持部材４は、外乱光に対する光吸収色（例えば黒色）又は光反射色（例えば白色）の樹脂により形成されている。
　以上のように構成された第２実施形態のＳＥＲＳユニット１においては、図１８に示されるように、支持基板３の凹部３５の内側から、支持部材４の挟持部４１の内側を介して、支持基板３の凹部３１の開口部に至る領域が、開口部１２（支持基板３の凹部３１の開口部）が設けられたキャビティ１１を構成している。つまり、支持基板３及び支持部材４によって構成された支持体１０は、開口部１２が設けられたキャビティ１１を有している。キャビティ１１は、支持体１０の長手方向Ｂにおいて支持体１０の中央から一方の側に片寄った位置に配置されている。開口部１２の縁１２ａは、同一平面上に位置している。支持体１０において開口部１２の縁１２ａを囲む領域１３（支持基板３の表面３ａのうち凹部３１の開口部の縁を囲む領域）は、平坦面である。
　ＳＥＲＳ素子２は、光学機能部２０が開口部１２に対向するようにキャビティ１１内に配置されている。開口部１２の縁１２ａは、光学機能部２０が開口部１２に対向する方向から見た場合に、ＳＥＲＳ素子２の外縁２ａの外側に位置している。この状態で、支持基板３及び支持部材４によって構成された支持体１０は、パッケージ５に収容されている。
　第２実施形態のＳＥＲＳユニット１の支持体１０では、挟持部４１におけるＳＥＲＳ素子２の反対側の開口部の縁が第１開口縁８であり、開口部１２の縁１２ａが第２開口縁９である。第２開口縁９は、光学機能部２０が開口部１２に対向する方向（すなわち、方向Ａ）において第１開口縁８に対して光学機能部２０の反対側に位置しており、且つ光学機能部２０が開口部１２に対向する方向（すなわち、方向Ａ）から見た場合に第１開口縁８の外側に位置している。
　図１５に示されるように、パッケージ５は、可撓性を有しており、袋状に形成されている。パッケージ５は、支持体１０を収容した状態で、例えば真空引きによって排気がなされ（すなわち、パッケージ５内に存在する空気等の気体がパッケージ５外に排出され）、例えば熱圧着によって封止される。パッケージ５は、開口部１２の縁１２ａと、開口部１２の縁１２ａを囲む領域１３と、に接触している。これにより、開口部１２は、パッケージ５と支持体１０とによって隙間無く封止されている。パッケージ５は、開口部１２において、光学機能部２０から離間した状態で光学機能部２０側に撓んでいる。第２実施形態のＳＥＲＳユニット１では、パッケージ５が、第１開口縁８から離間しており、第２開口縁９に接触している。パッケージ５は、支持基板３の裏面３ｂ側の各凹部３４において、各凹部３４の内側に撓んでいる。なお、袋状のパッケージ５としては、一部（例えば底面及び側面）が硬く、残りの一部（例えば上面）のみが可撓性を有するものも含む。
　支持基板３の凹部３１の開口部、及び支持部材４の挟持部４１の外縁部等には、Ｒ面取りが施されている。これにより、パッケージ５に大きな張力が局所的に発生することを抑制し、パッケージ５の破断を回避することができる。
　パッケージ５の構成は、上述した第１実施形態のＳＥＲＳユニット１が備えるパッケージ５の構成と同様である。
　次に、第２実施形態のＳＥＲＳユニット１を用いたラマン分光分析方法について説明する。第２実施形態のＳＥＲＳユニット１を用いたラマン分光分析方法も、第１実施形態のＳＥＲＳユニット１を用いたラマン分光分析方法と同様に実施することができる。なお、第２実施形態のＳＥＲＳユニット１では、支持体１０の長手方向Ｂおいて支持体１０の中央から一方の側に片寄った位置にキャビティ１１が配置されているので、支持体１０のうちキャビティ１１が配置された一方の側の部分のみを、ラマン分光分析装置に設けられた差込口からラマン分光分析装置内に位置させて、ラマン分光分析を実施することができる。
　次に、第２実施形態のＳＥＲＳユニット１によって奏される効果について説明する。図１５に示されるように、ＳＥＲＳユニット１では、支持基板３及び支持部材４によって構成された支持体１０が、排気がなされたパッケージ５に収容されている。そのため、キャビティ１１の開口部１２を介して水分その他の異物がキャビティ１１内に進入することを抑制することができる。加えて、例えば支持基板３及び支持部材４が樹脂からなる場合であっても、支持体１０自体を介して水分がキャビティ１１内に進入することを抑制することができる。更に、パッケージ５が、開口部１２の縁１２ａに接触しており、開口部１２において、光学機能部２０から離間した状態で光学機能部２０側に撓んでいる。そのため、パッケージ５と光学機能部２０との物理的な干渉を防止しつつ、キャビティ１１内に狭い密閉空間を安定的に形成することができる。よって、ＳＥＲＳユニット１によれば、様々な要因による光学機能部２０の劣化を安定的に抑制することができる。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、パッケージ５が、支持体１０の第１開口縁８から離間しており、支持体１０の第２開口縁９に接触している。これにより、支持基板３の厚さ方向Ａ及び長手方向Ｂの両方において第１開口縁８よりも光学機能部から離間する第２開口縁９においてパッケージ５が撓むため、パッケージ５と光学機能部２０との物理的な干渉を防止しつつ、パッケージ５からの排気をより強く行うことができる。また、凹部３１の開口部の分だけキャビティ１１が広くなるため、支持基板３の裏面３ｂに設けられた凹部３４を含む支持体１０全体のバランスが良くなり（すなわち、支持基板３の表面３ａ及び裏面３ｂに設けられた凹部の大きさの差に起因する支持体１０の形状的なアンバランスが低減され）、パッケージ５からの排気の際に支持体１０に不均一な応力が生じるのを抑制することができる。ＳＥＲＳユニット１では、支持体１０の長手方向Ｂおいて支持体１０の中央から一方の側に片寄った位置にキャビティ１１が配置されているため、支持基板３の裏面３ｂに設けられた凹部３４を含む支持体１０全体のバランスを良くすることは重要である。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、開口部１２の縁１２ａが同一平面上に位置しており、支持体１０において開口部１２の縁１２ａを囲む領域１３が平坦面である。これにより、開口部１２の縁１２ａにパッケージ５をより確実に接触させて、キャビティ１１内に狭い密閉空間をより安定的に形成することができる。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、キャビティ１１が、支持体１０の長手方向Ｂおいて支持体１０の中央から一方の側に片寄った位置に配置されている。これにより、板状に形成された支持体１０が反ったとしても、支持体１０の中央に比べると、支持体１０の中央から一方の側に片寄った位置では、支持体１０の反りに起因して生じる応力が小さくなるため、当該応力に起因して光学機能部２０に与えられる影響を抑制することができる。また、板状に形成された支持体１０が反ったとしても、支持体１０の中央に比べると、支持体１０の中央から一方の側に片寄った位置では、支持体１０の反りの度合いが小さくなるため、ＳＥＲＳ素子２がキャビティ１１内（具体的には、凹部３５内）において安定的に保持される。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、支持基板３及び支持部材４（すなわち、支持体１０）が、外乱光に対する光吸収色（例えば黒色）又は光反射色（例えば白色）の樹脂により形成されている。これにより、支持体１０を経由してキャビティ１１内に外乱光が進入するのを抑制することができ、ラマン分光分析を精度良く実施することが可能となる。特に、支持体１０のうちキャビティ１１が配置された一方の側の部分のみを、ラマン分光分析装置に設けられた差込口からラマン分光分析装置内に位置させて、ラマン分光分析を実施する場合には、支持体１０のうちキャビティ１１が配置されていない他方の側の部分を介してキャビティ１１内に外乱光が進入し易くなるため、上述したような色の樹脂により支持体１０を形成することは重要である。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、パッケージ５が、パッケージ５内の水分を吸収する吸湿層５２ａを有している。これにより、支持体１０がパッケージ５に収容される際にキャビティ１１内に水分が存在していたり或いは支持体１０自体に水分が含まれていたりしたとしても、そのような水分が吸湿層５２ａに吸収されるため、そのような水分による光学機能部２０の劣化を抑制することができる。特に、吸湿層５２ａがキャビティ１１に面しているため、キャビティ１１内の水分を効率良く除去することができる。また、排気によってパッケージ５が支持体１０に密着しているため、支持体１０自体に含まれていた水分を吸湿層５２ａに効率良く吸収させることができる。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、１つのキャビティ１１を有する支持体１０が１つのパッケージ５に収容されている。これにより、パッケージ５が撓むことでキャビティ１１内に形成される密閉空間の形状がばらつくことを抑制することができる。したがって、複数のＳＥＲＳユニット１間において個体差を小さくして、光学機能部２０の劣化をより安定的に抑制することができる。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、パッケージ５が、支持基板３の裏面３ｂ側の各凹部３４において、各凹部３４の内側に撓んでいる。これにより、封止後のパッケージ５内の容積を小さくして、パッケージ５内に含まれる水分の量を抑制することができる。更に、各凹部３４におけるパッケージ５の撓みによって、吸湿層５２ａの表面積が大きくなる。これにより、パッケージ５内に低湿度な環境を構築することができる。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、パッケージ５がアルミニウム層５１ｂ有している。これにより、パッケージ５内への外気及び水分の進入、並びにパッケージ５内への光の入射等が防止される。そのため、ＳＥＲＳユニット１を構成する各部が、外気、水分、光等によって劣化することを抑制することができる。更に、アルミニウム層５１ｂは、他の層よりも延性が低い。そのため、開口部１２においてパッケージ５が大きく撓んで光学機能部２０に接触することを抑制することができる。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、図１５に示されるように、支持基板３の厚さ方向Ａにおいて凹部３４の底面３４ａが凹部３１の底面３１ａよりも支持基板３の表面３ａ側に位置している。これにより、凹部３４の深さが大きくなり、すなわち、支持基板３のうち凹部３１が配置されていない部分の厚さが小さくなって支持基板３全体の肉厚が均一になるため、支持体１０の全体における反りのリスクを低減させることができる。
　また、支持基板３の表面３ａが平坦面として構成されているため、例えばＳＥＲＳユニット１をラマン分光分析装置６０にセットした際に、ラマン分光分析装置６０の所定面に支持基板３の表面３ａを安定して当接させることができる。つまり、支持基板３の表面３ａを位置決め面として機能させることができる。また、ＳＥＲＳ素子２及び支持部材４を凹部３１内に配置する際に、支持基板３の表面３ａにおいてＳＥＲＳ素子２及び支持部材４を滑らせることができる。つまり、支持基板３の表面３ａをガイド面として機能させることができる。
　また、支持基板３の表面３ａを平坦面として構成することは、支持基板３を成型製作する観点からも合理的である。例えば、支持基板３のうち凹部３１が配置されている部分に対して、支持基板３のうち凹部３１が配置されていない部分を中央（支持基板３の厚さ方向Ａにおける中央）に配置すると、支持基板３の表面３ａ側及び裏面３ｂ側の両側において開口表面積が大きくなり、支持基板３を成型作成した後の金型離型の難易度が上がり、離型不良の発生リスクが高まる。
　また、例えば、支持基板３のうち凹部３１が配置されている部分に対して、支持基板３のうち凹部３１が配置されていない部分を裏面３ｂ側に配置すると、成型後に成型品を金型から外す際に必要な「金型内の突出ピン」（イジェクタピン）を支持基板３の表面３ａ側に配置させることが常套となるが、その結果、支持基板３の表面３ａにイジェクタピンの跡が形成されることとなり、支持基板３の表面３ａの外観が悪くなる。
　以上により、支持基板３のうち凹部３１が配置されている部分に対して、支持基板３のうち凹部３１が配置されていない部分を表面３ａ側に配置し、支持基板３の表面３ａを平坦面として構成することは、成型製作におけるリスク低減、及び外観印象の向上を図る上で重要である。
　また、支持基板３の厚さ方向Ａにおいて凹部３４の底面３４ａが凹部３１の底面３１ａよりも支持基板３の表面３ａ側に位置しているため、その分だけ、光学機能部２０が支持基板３の表面３ａから離れることになる。これにより、光学機能部２０が支持基板３の表面３ａと面一に配置される場合に比べ、光学機能部２０の汚損リスクが低減される。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、支持部材４が薄くされ、凹部３１の底面３１ａとは反対側の支持部材４の表面が、支持基板３の表面３ａに対して支持基板３の裏面３ｂ側に位置している。支持部材４が薄くされることで、支持部材４の反りのリスクが低減される。また、例えば、ラマン分光分析装置６０の所定面に支持基板３の表面３ａを当接させてラマン分光分析装置６０にＳＥＲＳユニット１をセットする場合、支持基板３の表面３ａのうち凹部３１の周囲の領域がラマン分光分析装置６０の所定面に当接するので、ラマン分光分析装置６０にＳＥＲＳユニット１を安定してセットすることができ、ラマン分光分析を安定して実施することが可能となる。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、凹部３１に複数の凸部３８が設けられている。図１９に示されるように、各凸部３８の平坦面３８ｂで構成される平面サイズは、各凸部３８の側面３８ａの頂部で構成される平面サイズよりも大きい。これにより、支持部材４を凹部３１内に容易に配置することができる。更に、支持部材４を凹部３１の底面３１ａ側に押圧するだけで、支持部材４が各凸部３８の側面３８ａにおいて嵌め合わされ、支持部材４が凹部３１内における所定位置に精度良く位置決めされる。
　また、支持基板３の厚さ方向Ａから見た場合に、各凸部３８が凹部３１の側面から内側に突出している。これにより、例えば支持部材４が成型製作であり、そのゲート（成型時に樹脂が流れ込む入口）のカットによる凸部が支持部材４の外側の側面４１ａに残っていても、支持基板３の凹部３１の側面と支持部材４の側面とで嵌め合わせを行わないため、支持部材４に残った凸部が支持基板３の凹部３１の側面と干渉するのを防止することができる。
　また、ＳＥＲＳユニット１では、支持基板３と支持部材４との固定が支持部材４の側面において実施されているため、支持部材４に脚部を設けたり、凹部３１の底面３１ａに嵌合孔を設けたりすることが不要となり、支持基板３を薄くして、ＳＥＲＳユニット１を小型化することができる。
　以上、本発明の第１及び第２実施形態について説明したが、本発明は、上記第１及び第２実施形態に限定されるものではない。例えば、排気によってパッケージ５を少なくとも開口部１２の縁１２ａに接触させることができれば、支持体１０において開口部１２の縁１２ａを囲む領域１３は、平坦面でなくてもよいし、更に、開口部１２の縁１２ａは、同一平面上に位置していなくてもよい。
　また、排気がなされた袋状のパッケージ５は、真空引きによって排気がなされたものに限定されず、パッケージ５内の気体が押し出されるようにパッケージ５が外側から押圧されることで排気がなされたものであってもよい。
　また、パッケージ５は、吸湿層５２ａを有していなくてもよい。その場合、吸湿シート等の吸湿部材をパッケージ５内に別途収容してもよい。このような場合にも、内部を排気することで支持体１０に密着したパッケージ５が、所望の位置（例えば開口部１２及び領域１３上）から吸湿シートが位置ずれするのを抑制するため、複数のＳＥＲＳユニット１間において個体差を小さくすることができる。更に、吸湿層５２ａ及び吸湿部材に代えて、或いは、吸湿層５２ａ及び吸湿部材と共に、炭酸ガス又は酸素を吸収する吸収部が設けられていてもよい。炭酸ガスを吸収させる場合には、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等を吸収部に用いればよい。酸素を吸収させる場合には、鉄等を吸収部に用いればよい。
　また、微細構造部２４は、例えば支持部２５を介して、基板２１の表面２１ａ上に間接的に形成されていてもよいし、基板２１の表面２１ａ上に直接的に形成されていてもよい。また、導電体層２３は、微細構造部２４上に直接的に形成されたものに限定されず、微細構造部２４に対する金属の密着性を向上させるためのバッファ金属（Ｔｉ又はＣｒ等）層等、何らかの層を介して、微細構造部２４上に間接的に形成されたものであってもよい。また、微細構造部２４は、基板２１を介さずに支持体１０に直接形成されていてもよい。すなわち、表面増強ラマン散乱を生じさせる光学機能部２０が、支持体１０に直接形成されていてもよい。
　また、ＳＥＲＳユニット１の各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を適用することができる。例えば、支持基板３及び支持部材４は着色された樹脂ではなく、透明な樹脂から形成されていてもよい。この場合、樹脂の着色成分がアウトガスとして光学機能部を劣化させるリスクを抑制することができる。また、ラマン分光分析装置のステージ６１及び支持基板３にアライメントマークを設けておけば、透明な支持基板３を介してラマン分光分析装置６０がアライメントマークを認識して自動でアライメントを行うことも可能となる。なお、環状は、円環状に限定されず、矩形環状等、その他の形状の環状を含む。
　本発明によれば、様々な要因による光学機能部の劣化を安定的に抑制することができる表面増強ラマン散乱ユニットを提供することが可能となる。
　１…ＳＥＲＳユニット（表面増強ラマン散乱ユニット）、２…ＳＥＲＳ素子（表面増強ラマン散乱素子）、２ａ…外縁、５…パッケージ、８…第１開口縁、９…第２開口縁、１０…支持体、１１…キャビティ、１２…開口部、１２ａ…縁、１３…領域、２０…光学機能部、５２ａ…吸湿層。

Claims (9)

  1. 　開口部が設けられたキャビティを有する支持体と、
    　前記開口部に対向するように前記キャビティ内に配置され、表面増強ラマン散乱を生じさせる光学機能部と、
    　前記支持体を収容し、排気がなされたパッケージと、を備え、
    　前記パッケージは、少なくとも前記開口部の縁に接触しており、前記開口部において、前記光学機能部から離間した状態で前記光学機能部側に撓んでいる、表面増強ラマン散乱ユニット。
  2. 　前記支持体は、
    　第１開口縁と、
    　前記第１開口縁に対して前記光学機能部の反対側に位置しており、且つ前記光学機能部が前記開口部に対向する方向から見た場合に前記第１開口縁の外側に位置している第２開口縁と、を有し、
    　前記開口部の前記縁は、前記第１開口縁であり、
    　前記パッケージは、前記第１開口縁及び前記第２開口縁に接触している、請求項１記載の表面増強ラマン散乱ユニット。
  3. 　前記支持体は、
    　第１開口縁と、
    　前記第１開口縁に対して前記光学機能部の反対側に位置しており、且つ前記光学機能部が前記開口部に対向する方向から見た場合に前記第１開口縁の外側に位置している第２開口縁と、を有し、
    　前記開口部の前記縁は、前記第２開口縁であり、
    　前記パッケージは、前記第１開口縁から離間しており、前記第２開口縁に接触している、請求項１記載の表面増強ラマン散乱ユニット。
  4. 　前記支持体は、長尺体であり、
    　前記キャビティは、前記支持体の長手方向において前記支持体の中央に配置されている、請求項１～３のいずれか一項記載の表面増強ラマン散乱ユニット。
  5. 　前記支持体は、長尺体であり、
    　前記キャビティは、前記支持体の長手方向において前記支持体の中央から一方の側に片寄った位置に配置されている、請求項１～３のいずれか一項記載の表面増強ラマン散乱ユニット。
  6. 　前記開口部の前記縁は、同一平面上に位置している、請求項１～５のいずれか一項記載の表面増強ラマン散乱ユニット。
  7. 　前記支持体において前記開口部の前記縁を囲む領域は、平坦面である、請求項６記載の表面増強ラマン散乱ユニット。
  8. 　前記パッケージは、前記パッケージ内の水分を吸収する吸湿層を有する、請求項１～７のいずれか一項記載の表面増強ラマン散乱ユニット。
  9. 　前記光学機能部は、表面増強ラマン散乱素子に設けられており、
    　前記表面増強ラマン散乱素子は、前記光学機能部が前記開口部に対向するように前記キャビティ内に配置されており、
    　前記開口部の前記縁は、前記光学機能部が前記開口部に対向する方向から見た場合に、表面増強ラマン散乱素子の外縁の内側に位置している、請求項１～８のいずれか一項記載の表面増強ラマン散乱ユニット。
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