[發明專利]一種基于棱鏡結構的多光譜光源

在審

• 申請號: 201811247984.8
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109143596A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 朱靈;朱守明;楊柯;周喃;汪磊;朱燦燦;趙俊;王全福;王貽坤;劉勇
• 申請（專利權）人: 合肥中科易康達生物醫學有限公司;中科院合肥技術創新工程院
• 主分類號: G02B27/10
• 分類號: G02B27/10;G02B27/14;F21V7/04
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

本發明公開了一種基于棱鏡結構的多光譜光源，包括：LED或者激光，可以根據實際情況，選擇不同波長的LED或者激光器；合色棱鏡，由多個直角棱鏡膠合而成，直角棱鏡的表面上鍍有特殊膜層，使有些波長的光可以透過，有些波長的光被反射掉，使不同波長的光統一從一個方向出射；耦合透鏡，使從一個方向出來的光耦合進光纖探頭，提高光的利用率；光纖探頭，收集光并傳導出去。本發明使用棱鏡結構，進行特殊鍍膜處理，使不同波長的光同軸共軛，從一個方向出射，然后收集。不同波長的光可以單獨控制切換。這種棱鏡結構的光源結構緊湊、體積小、光功率高。

技術領域

本發明涉及激發光源設計領域，具體涉及一種多光譜光源系統。更具體而言，本發明提供一種光密度高、結構緊湊、多棱鏡膠合而成的光源系統。

背景技術

目前傳統的多光譜光源都是使用白光LED做光源，然后利用裝載有濾光片的旋轉輪，旋轉輪上安裝有不同波長的濾光片，需要哪個波長，色輪旋轉到指定的位置，就可以得到需要波長的光。但這種結構，每個波長的光，實際只利用了白光的一小部分，不需要的波長的光都被濾光片屏蔽掉了，光利用率不高。

合色棱鏡是投影儀中常用的一種光學元件，它的作用是將三基色(紅綠藍)單色光進行圖像組合，形成最終屏幕上的彩色圖案。結構上，它是由帶有不同鍍膜的棱鏡，經過膠合而成。合色棱鏡內部的紅光反射膜對紅光來說是一面鏡子，會使紅光發生反射，但是對于藍光和綠光來說相當于一片玻璃，可以被透過。它在投影儀中工作時，紅綠藍三色圖像分別從三個方向入射，經過三色棱鏡反射后，從同一方向出射，就形成了彩色的圖像。

在生物醫學領域，組織熒光激發經常會用到紫外光、紫光或者藍光作為激發光，用光譜儀或者光電探測器來檢測熒光。激發波長包括常用的340nm、370nm、390nm、430nm、450nm等等。激發光的波長都不是三基色的光，而且波長也超過了3種，投影儀里的合色棱鏡肯定是用不了的。在DNA檢測中，常用的熒光染料有FAM、HEX、TAMRA、ROX、CY5等，有些熒光染料可以使用三基色的光作為激發光，而有些熒光染料需要黃光、橙光作為激發光，這樣通常的投影儀中的合色棱鏡也不適用。目前市面上的DNA檢測設備大多數都是使用白光LED或者鹵素燈、氙燈作為激發光源，然后在后面安裝一個濾光片的旋轉輪，來得到不同波長的激發光。

既然投影儀中的合色棱鏡不適用，那就對合色棱鏡的結構進行重新設計，合色棱鏡內部的膜層進行重新鍍膜處理，使更多波長的光，不是三基色的光都可以使用棱鏡結構，用于除了投影儀以外的其它領域。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于棱鏡結構的多光譜光源，有5種激發波長，每種激發光從不同的方向入射，然后同一個方向出射。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種基于棱鏡結構的多光譜光源，包括：

LED或者激光器，可以根據實際情況，選擇不同波長的LED或者激光器，需要對LED或者激光器的光進行準直或者聚焦處理；

合色棱鏡，由多個直角棱鏡膠合而成，直角棱鏡的表面鍍有和各個波長相匹配的膜層，使有些波長的光可以透過，有些波長的光被反射掉，使不同波長的光統一從一個方向出射，成為同軸共軛光束；

耦合透鏡，不同波長的光從一個方向出射后，把光收集耦合到光纖探頭里，提高光的利用率；

光纖探頭，收集光并導出去。

其中，光從棱鏡的不同面入射，入射光必須是準直光或者是聚焦光束，而且從每個面入射的光必須是單色光。

其中，合色棱鏡是由多個直角棱鏡膠合而成，直角棱鏡的表面都做了特殊的鍍膜處理。光從合色棱鏡的不同方向入射，經過合色棱鏡內部不同的鍍膜面后，有些波長的光可以透過去，有些波長的光被反射掉。最后光都統一從一個方向出射，形成同軸共軛光束。

本發明的有益效果是：