[實用新型]一種激光誘導熒光光譜檢測裝置

有效

• 申請號: 201320127450.8
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN203164121U
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 于永愛;徐程
• 申請（專利權）人: 上海如海光電科技有限公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 俞宗耀;朱逸

技術領域

本實用新型涉及光譜檢測技術，特別是涉及一種激光誘導熒光光譜檢測裝置的技術。

背景技術

當紫外光或波長較短的可見光照射到某些物質時，這些物質會發射出各種顏色和不同強度的可見光，而當光源停止照射時，這種光線隨之消失。這種在激發光的誘導下產生的光稱為熒光，能發出熒光的物質稱為熒光物質。

由熒光的發光原理可知，分子熒光光譜與激發光源的波長無關，只與熒光物質本身的能級結構有關，因此可以根據熒光物質所產生的熒光光譜，對熒光物質進行定性分析鑒別，熒光檢測目前已經在生物、化學、環境等領域起到重要作用。

現有熒光光譜檢測裝置都采用氙燈、熒光探頭、單色儀的組合，其中的氙燈作為激發光光源，熒光探頭用于收集熒光物質被激發后產生的熒光，單色儀用于檢測熒光光譜，進行熒光檢測時（見圖4），熒光探頭收集的熒光先通過單色儀上的狹縫21進入單色儀，再通過一反射鏡22反射到光柵23上，經光柵色散后通過另一反射鏡24反射到單點探測器25上，由于不同波長的光離開光柵的角度不同，控制光柵23順序轉動，即可使光柵色散后的不同波長的光順序照射到單點探測器25上，光柵23順序轉動一個周期后，即可實現對熒光光譜的掃描，進而獲得熒光光譜。

現有熒光光譜檢測裝置的缺陷在于：

1）單色儀中需要配置驅動光柵轉動的驅動部件，因此其體積、功耗都較大，導致整個裝置的體積、功耗都過于龐大，而且獲取熒光光譜的時間周期較長，無法實現熒光光譜的實時采集，因而也無法分析熒光信號的一些瞬態特征，光譜重復性也較差；

2）氙燈所產生的光束強度低、質量差，使得熒光物質被激發到激發態的分子數較少，熒光物質產生的熒光強度也較弱，因此現有熒光光譜檢測裝置的檢測靈敏度較低；

3）現有熒光探頭都采用從0度角方位照射熒光物質，從45度角方位接收熒光信號，這種收集方式的熒光采集效率較低，所能收集的熒光量較少，對熒光物質樣品的形態要求較高，熒光物質樣品的形態不符合要求會影響熒光信號的收集，現有熒光探頭目前主要面向于液態熒光物質樣品，其使用場景也主要是實驗室。

發明內容

針對上述現有技術中存在的缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種熒光采集效率高，對熒光物質樣品的形態要求低的激光誘導熒光光譜檢測裝置，本實用新型還要解決的技術問題是實現熒光光譜的實時采集、提高熒光檢測靈敏度，減少裝置整體體積、降低裝置整體功耗。

為了解決上述技術問題，本實用新型所提供的一種激光誘導熒光光譜檢測裝置，包括光源、熒光探頭、光柵光譜儀，其特征在于：

所述熒光探頭包括準直透鏡、窄帶通濾光片、激發光反射鏡、二向色性濾光片、邊通濾光片，及兩個聚焦透鏡；

所述兩個聚焦透鏡分別為第一聚焦透鏡、第二聚焦透鏡，每個聚焦透鏡的兩側鏡面中，一側鏡面為平行側鏡面，另一側鏡面為發散側鏡面；

所述二向色性濾光片能反射波長小于410nm的光，并能透射波長大于等于410nm的光；

所述光源與熒光探頭中的準直透鏡、窄帶通濾光片、激發光反射鏡、二向色性濾光片、第一聚焦透鏡構成一條激發光路，該激發光路的光路結構為：以光源為出發點，再從準直透鏡的發散光入射面進入并穿過準直透鏡，再依次先穿過窄帶通濾光片，再經激發光反射鏡反射后，以45度入射角到達二向色性濾光片，再經二向色性濾光片以45度出射角反射出后，沿平行于第一聚焦透鏡光軸的方向，從第一聚焦透鏡的平行側鏡面進入第一聚焦透鏡，再穿過第一聚焦透鏡；

所述光柵光譜儀與熒光探頭中的第一聚焦透鏡、二向色性濾光片、邊通濾光片、第二聚焦透鏡構成一條信號檢測光路，該信號檢測光路的光路結構為：以第一聚焦透鏡為出發點，再沿平行于第一聚焦透鏡光軸的方向，依次穿過二向色性濾光片、邊通濾光片后，從第二聚焦透鏡的平行側鏡面進入第二聚焦透鏡，再穿過第二聚焦透鏡后進入光柵光譜儀。

進一步的，所述光柵光譜儀包括狹縫器件、信號光反射鏡、反射式閃耀平場光柵、反射聚光鏡、圖像傳感器；

所述信號檢測光路穿過第二聚焦透鏡后，先穿過狹縫器件，再依次由信號光反射鏡反射至反射式閃耀平場光柵，由反射式閃耀平場光柵反射至反射聚光鏡，由反射聚光鏡反射至圖像傳感器。

進一步的，所述窄帶通濾光片的入射角為0度，窄帶通濾光片允許透過的光波波長為400～410nm。

進一步的，所述邊通濾光片的入射角為0度，邊通濾光片允許透過的光波波長為421.5～900nm。