近年食品安全成为我国重大社会热点问题。2011年出现的“一滴香”等食品安全问题,都是由有害食品添加剂造成的。传统检验非法食品添加剂的方法有质谱法等,但这些方法灵敏度低、精确度差。光子晶体光纤（Photonic Crystal Fiber,PCF）的结构多样性赋予其增强拉曼散射信号灵敏度及增益系数的能力,结合表面增强拉曼散射效应（Surface Enhanced Raman Scattering,SERS）敏感度高、增益系数大、精确度强等优势,使得PCF传感在食品安全检测领域得到广泛应用。SERS技术的关键是通过设计高增益基底,提高拉曼散射信号强度,降低非法添加剂的检测限,提高灵敏度与重复性,所以高性能的SERS基底设计成为研究热点。结合SERS信号增强特点及PCF的结构设计灵活性,对基于PCF传感的SERS效应进行研究,提升其信号增益系数及灵敏度。首先利用有限元法探究PCF结构参数对其光学性能的影响规律,依此设计适于SERS微弱信号处理的新型PCF;其次以银纳米颗粒结构参数、颗粒间距为着手点,研究它们与SERS信号增益系数之间的关系,并采用有限元法分析银纳米颗粒的结构参数对拉曼信号电场增强系数的影响规律,从而设计由三维银纳米颗粒构建的SERS基底;然后选用氮化钛薄膜提高基底的信号增益及其稳定性,用电化学沉积法在氮化钛薄膜上沉积银纳米颗粒,得到TiN-Ag复合基底,并对罗丹明6G进行检测,分析复合基底增强拉曼信号的性能;最后用有限元法模拟构建PCF SERS传感模型,验证设计的新型PCF可以提高复合基底拉曼信号的检测灵敏度。完成新型PCF与高增益SERS基底的设计,提高拉曼信号的强度,以便后续信号处理。得到SERS基底电场增强系数为1015。制备TiN-Ag复合基底,对罗丹明6G进行了检测,得到最低检测限为10-13mol/L,从而达到了设计高灵敏度SERS基底并对拉曼信号提取、处理及应用的目的。将SERS与PCF传感相结合,实现了食品非法添加剂罗丹明6G的痕量检测,为今后设计PCF SERS传感系统提供了参考依据,从而为我国的食品安全检测提供了一种新的解决思路,也对未来SERS技术和PCF的结合应用发展起到推动作用。图52幅;表3个;参62篇。