表面增强拉曼散射(SERS)效应在痕量检测、生化分析、医学诊断等领域具有重要应用，是当前纳米结构应用研究的热点之一。本论文采用理论模拟与实验研究相结合的方法，研究基于SERS效应的光谱探测原理、设计方案以及系统的实验实现等理论与技术问题。　　 首先概述了拉曼散射的原理与特性，介绍了SERS以及基于SERS探测技术的研究现状;总结了SERS基本理论以及数值模拟方法(FDTD)的理论基础。　　 理论研究了SERS信号强度与LSPR光谱以及激发波长之间的关联，模拟了典型纳米结构对LSPR光谱的影响，对不同纳米结构的LSPR光谱和SERS光谱进行测试，并结合模拟计算结果，对测试结果进行了分析。　　 对关键技术（激发光源、激发/耦合、探测器）进行了研究。考虑到抑制荧光、光纤低损耗传输特性以及器件的小型化等要求，选择并研制了三种激发光源。综合考虑到激发与耦合，以及简化光路调整要求，我们采用单光纤实现样品的激发与信号收集。实验研究了不同探测器探测灵敏度，通过比较，选择光子计数模式铟镓砷雪崩光电二极管(APD)做为SERS探测系统的探测单元。　　 构建了基于多模光纤器件近红外SERS光谱探测系统，该系统采用近红外半导体激光器作为激发光源，通过提高激发光源输出背景抑制比、抑制激发光光纤传输产生的光纤拉曼信号，采用光纤型波分复用耦合器(WDM)滤除剩余激发光，利用光子计数模式的铟镓砷雪崩光电二极管(APD)作为探测器代替昂贵的近红外光电倍增管或近红外电荷耦合探测器(CCD)，实现了对4-胺苯并噻吩(4-ATP)表面增强拉曼光谱的检测。另外，利用单模光纤滤波器件也实现了SERS光谱探测。　　 以上研究成果对SERS光谱探测系统的研究、设计与研制具有重要参考价值。