[實用新型]一種三維空間內微弱光收集器

有效

• 申請號: 201420163672.X
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN203825285U
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 歐旭鋒;王文鵬;馬輝;張幼文
• 申請（專利權）人: 浙江卷積科技有限公司
• 主分類號: G02B19/00
• 分類號: G02B19/00;G02B17/08;G01N21/01
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所 33233
• 代理人: 王梨華;陳麗霞

技術領域

本實用新型涉及一種光學裝置，尤其涉及了一種三維空間內微弱光收集器。

背景技術

當今許多生物學實驗室、細胞學實驗室或物理實驗室對生物熒光、細胞熒光、拉曼散射光等微弱光進行收集和光譜探測，來進行對于分子性質探究的相關實驗。對于光譜探測，首先要對分子發出來的熒光、拉曼散射光有較高的收集率，盡可能高的提高信噪比，特別是對于熒光、拉曼散射光等很弱的譜線，這一點尤為重要。如有的熒光、拉曼散射光本身十分微弱，用肉眼無法觀測到，探測出的譜線很難達到理想的信噪比，影響實驗進程，如果缺乏有效的微弱光收集裝置，結果更是難以達到要求。

將被激光激發的氣體或微小物質看作點光源，其發散角為整個空間立體角4π，目前已有的微弱光收集器未能將該4π空間內的激發光-熒光、拉曼散射光等高效收集，而是僅有立體角θ。或者是2θ，通過在中繼光學透鏡組背面加球面反射鏡來實現。因此，目前激光激發出的痕量物質的熒光、拉曼散射光等微弱光在三維空間內難以有效收集。

發明內容

本實用新型針對現有技術中激光激發出的痕量物質的熒光、拉曼散射光等微弱光在三維空間范圍內得到定向高效的收集的問題，提供了一種三維空間內微弱光收集器。

為了解決上述技術問題，本實用新型通過下述技術方案得以解決：

一種三維空間內微弱光收集器，包括一個橢球面反射鏡、一個球面反射鏡和一個平面反射鏡，橢球面反射鏡、球面反射鏡均為凹面反射鏡，且兩者凹面相對，形成一個腔體；球面反射鏡的圓心與橢球面反射鏡中橢圓的一個焦點重合；平面反射鏡的反射面位于橢球面反射鏡中橢圓的兩個焦點連線的中點處，平面反射鏡的面積為橢球面反射鏡中橢圓正焦弦處圓面積的1/6～1/2，大小剛好能夠覆蓋住光束，將反射后的光線完全反射匯聚至焦點處。

作為優選，平面反射鏡、橢球面反射鏡、球面反射鏡的反射面均鍍有光反射率大于99%的反射膜。

作為優選，橢球面反射鏡的頂點設有通孔，通孔處設有中繼光學透鏡組，更好的將收集好的光束進行合理有效的利用。

作為優選，平面反射鏡可替換為凸面反射鏡，凸面反射鏡可沿橢圓的主軸上下移動，以此來調整進入中繼光學透鏡組的光能大小，使得從橢球面反射鏡的通孔處出射的熒光或拉曼散射光有最大值。

作為優選，平面反射鏡和凸面反射鏡的形狀可為圓形、方形或其他規則形狀。

作為優選，平面反射鏡為圓形時，平面反射鏡的半徑為橢球面反射鏡中橢圓半正焦弦的一半，即平面反射鏡的面積為橢球面反射鏡中橢圓正焦弦處圓面積的1/4，可以保證平面反射鏡剛好能夠覆蓋住光束，將反射后的光線完全反射匯聚至焦點處。

作為優選，球面反射鏡頂點處設有通孔。通孔的設置可以方便里面的平面反射鏡的安裝和調試。

本實用新型的工作原理：在橢球反射鏡對應位置加上球面反射鏡，形成一個腔體，且球面反射鏡的圓心與橢球面反射鏡中橢圓的第一焦點重合，此時激光束激發出的熒光或拉曼散射光所形成的點光源就處于球面反射鏡的球心，也同時處于橢球反射鏡中橢圓的第一焦點處。激光束激發出的熒光或拉曼散射光由于體積微小，可視為點光源，該點光源處于橢球反射鏡的第一焦點處，也就是球面反射鏡的球心，由光源向上發出的光絕大部分經橢球反射鏡反射后匯聚至橢球反射鏡的第二焦點處。在橢球反射鏡的第一焦點與第二焦點的中間位置加入平板反射鏡或凸面反射鏡，其大小剛好能夠覆蓋住光束，并且調整其在橢圓的主軸上的位置，以此來調整進入中繼光學透鏡組的光能大小，使得從橢球面反射鏡的通孔處出射的熒光或拉曼散射光有最大值。

本實用新型由于采用了以上技術方案，具有顯著的技術效果：

本實用新型采用特殊的結構，使得激光束激發出的痕量物質的熒光、拉曼散射光等微弱光經橢圓反射鏡、球面反射鏡以及平面反射鏡或凸面反射鏡反射后匯聚，最終都進入中繼光系統透鏡組，使得微弱光在三維空間范圍內得到定向高效的收集。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1的結構示意圖；

圖2是本實用新型內腔中激發光光路1；

圖3是本實用新型內腔中激發光光路2；

圖4是本實用新型內腔中激發光光路3；

圖5是本實用新型內腔中激發光光路4；

圖6是本實用新型內腔中激發光光路5；

圖7是本實用新型實施例2的結構示意圖；

圖8是本實用新型實施例3的一種結構示意圖；

圖9是本實用新型實施例3的另一種結構示意圖。