[發明專利]基于LED或LD的高功率多波長光源轉換裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 201711101635.0
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN108006599A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 韓建;肖東;陳平;葉慧琪;周曉迪;徐韋佳
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家天文臺南京天文光學技術研究所
• 主分類號: F21V21/30
• 分類號: F21V21/30;F21V21/15;F21V19/00;H05B33/08;H01S5/042;F21Y115/10
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 栗仲平

基于LED或LD的高功率多波長光源轉換裝置及其控制方法，采用多波長LED或LD光源，特征是在旋轉平臺上固定有光源支架，光源安裝卡槽中安裝有LED或LD，每個光源安裝卡槽中安裝的LED或LD的波長不同，所有的LED或LD共同構成多波長LED或LD光源；LED或LD的陰極與光源控制芯片連接；LED或LD的陽極與光源控制系統連接；光源控制系統包括：電流控制開關，光源發光選擇開關、光源脈沖觸發端口和旋轉平臺的驅動控制電路；在LED或LD的光束出射口上設有光源的耦合準直系統。本發明能夠實現高功率光源的多波長選擇和入射方向定位，適合應用于光學照明及光探測激發光源等領域；控制方法簡單可行，容易操作。

技術領域

本發明涉及LED或LD光源的多波長轉換照明探測和光學成像領域，主要通過高功率單色性光源的多波長結構設計方便的實現不同波長LED或LD光源的發光照明及光源的精確指向，實現光源兼顧高單色性和高功率，并且波長可變的基本要求，該結構主要應用在遺傳學和微弱信號檢測領域（熒光檢測和拉曼檢測）。本發明還涉及這種裝置的控制方法。

背景技術

近年來，LED或LD等高單色性的光源已經廣泛應用于科研和生產的各個方面，如熒光光譜測量、熒光顯微鏡、遺傳學照明探測等，其中激發光源作為檢測設備中的關鍵核心，直接影響著各種檢測手段的測試精度和應用范圍。傳統的激發光源或照明設備，如高壓汞燈和氙燈，存在著壽命短、體積大、成本高等缺點，同時，這些設備在提供儀器的高單色性能光源時需要用到濾波片或者單色儀，單色光源的功率小，能量少，難以滿足高精度探測設備的基本需求。

相比于傳統的發光光源，LED或LD光源電光轉化效率高、單色性能好，綠色環保，壽命長，光束穩定，由于這些特點，LED及LD光源可以方便的進行光束整形、波長組合及集成開發等，使LED及LD光源實際應用起來方便快捷，目前已應用在諸多領域中，如機器視覺、顯微照明、紫外固化及光化學領域。雖然LED或LD光源具有極好的單色性，但LED或LD光源系統難以實現多個波長的光源輸出，市場上存在的LED多通道光源，較多的也只是4個LED光源，同時LED或LD光源出射光功率損失較大，通過光源驅動控制各自的LED，不能實現不同波長LED在特定方向上發光，因此難以滿足科研檢測中需要的單色性好且多波長激發的儀器使用。

發明內容

為實現LED或LD光源在不同環境下的應用，本發明的目的是提供一種基于LED或LD的高功率多波長光源轉換裝置，該裝置能夠實現高功率光源的多波長選擇和入射方向定位，能夠應用于光學照明及光探測激發光源等領域。本發明通過多個不同波長的高單色性能的LED或LD高效地組合起來，實現特定的指向輸出，在與驅動電源和控制程序連接后，該光源結構可以實現不同波長光源的選擇發光、指向定位和發光狀態調節，可應用于包括光遺傳學、熒光探測和其它生物光子學等廣泛領域。本發明還提供這種裝置的控制方法。

本發明采用的技術方案如下：

一種基于LED或LD的高功率多波長光源轉換裝置，采用多種波長LED或LD光源，其特征在于，在旋轉平臺上固定有光源支架，該光源支架的光源安裝卡槽中安裝有所述的LED或LD，每個光源安裝卡槽（也稱為：光源安裝孔）中安裝的LED或LD的波長不同，所有的LED或LD共同構成多波長LED或LD光源；所有的LED或LD的陰極與光源控制芯片連接；所有的LED或LD的陽極與光源控制系統連接；該光源控制系統包括：電流控制開關，光源發光選擇開關、光源脈沖觸發端口和旋轉平臺的驅動控制電路；在LED或LD的光束出射口上設有光源的耦合準直系統。

本發明有以下優化方案：

所述的光源支架主要用于固定發光LED或LD光源，光源支架為圓形或正方形或多邊形形狀，其周圍光源安裝卡槽（光源安裝孔）的數量決定LED或LD可安裝的波長個數，支架的孔越多，光源個數越多，該光源結構可選擇的波長數越多。