[發(fā)明專利]一種用于生物氣溶膠本征熒光檢測的光學(xué)系統(tǒng)及檢測方法

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• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113358572A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉毅;劉強(qiáng);劉航;張曉清;寧海波
• 申請（專利權(quán)）人: 北京匯豐隆經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)有限公司
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/64
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

1.一種用于生物氣溶膠本征熒光檢測的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

一紅光光路系統(tǒng)，依序設(shè)置有：一紅光激光器、一1/4波片、一紅光負(fù)彎月透鏡、一紅光雙凸透鏡、一雙折射晶體、一紅光柱面鏡、一雙色鏡以及一窗口，其中，所述窗口上設(shè)置有小孔光闌；

一紫外光光路系統(tǒng)，其包括：一紫外激光器與一紫外光分光鏡串聯(lián)，一紫外光反射鏡與所述紫外光分光鏡串聯(lián)，一紫外光柱面鏡與所述紫外光反射鏡串聯(lián)，且所述紫外光柱面鏡與所述雙色鏡串聯(lián)，用以使紫外光通過所述雙色鏡傳輸?shù)剿龃翱冢?/p>

一檢測腔體，內(nèi)置待檢測生物氣溶膠，所述檢測腔體的前方與所述窗口連接，用于同時(shí)接收所述紅光光路系統(tǒng)與所述紫外光光路系統(tǒng)的激發(fā)光；

一消光鏡片系統(tǒng)，設(shè)置于所述檢測腔體的后方，用于消除檢測后的紅光光斑和紫外光光斑；

一散射接收裝置，設(shè)置于所述檢測腔體的一側(cè)面，用于接收生物氣溶膠在紅光光斑和紫外激光的照射下產(chǎn)生的散射信息以檢測粒徑；

一熒光接收光路系統(tǒng)，設(shè)置于所述檢測腔體與所述散射接收裝置設(shè)置面對立的另一個(gè)側(cè)面，用于接收生物氣溶膠粒子本征熒光的光信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述紅光激光器為單一波長的紅光激光光源，所述紫外激光器為波長單一的266nm紫外光激光光源。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述紫外光光路系統(tǒng)中還包括一綠光消光片，設(shè)置于所述紫外光分光鏡的上方，用于吸收266nm激光中夾雜的532nm的雜散光。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述紅光光路系統(tǒng)與所述紫外光光路系統(tǒng)并聯(lián)，所述雙色鏡為可旋轉(zhuǎn)雙色鏡，用于通過調(diào)整所述雙色鏡的角度使所述紫外光光路系統(tǒng)中的光斑在紅光光路系統(tǒng)中的光斑的下方。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述紅光光路的光斑包括兩束紅光光斑，分別為o光光斑和e光光斑。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述1/4波片為可旋轉(zhuǎn)的1/4波片，用于通過旋轉(zhuǎn)所述1/4波片改變所述o光光斑與所述e光光斑之間的相位。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述雙折射晶體為可旋轉(zhuǎn)雙折射晶體，用于通過旋轉(zhuǎn)所述雙折射晶體改變雙折射晶體的晶軸與入射光斑之間的角度以調(diào)整所述兩束紅光光斑之間的間距。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述散射接收裝置為雪崩光電二極管，用于將接收到的不同幅度的光信號轉(zhuǎn)換成電信號以統(tǒng)計(jì)出不同粒子大小對應(yīng)的粒徑信息圖譜。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述熒光接收光路系統(tǒng)包括：

第一非球面聚光透鏡；

一短波通干涉濾光片，與所述第一非球面聚光透鏡連接，用于濾除熒光中附帶的紅光的散射光；

第二非球面聚光透鏡，與所述短波通干涉濾光片連接；

一長波通濾光片，與所述第二非球面聚光透鏡連接，用于濾除266nm紫外光的散射光；

一孔徑光闌，設(shè)置于所述第二非球面聚光透鏡的焦點(diǎn)處，用于濾除雜散光和空腔背景對生物氣溶膠粒子本征熒光接收的干擾；

一光電倍增管，與所述孔徑光闌連接，用于將捕獲的光信號轉(zhuǎn)化為電信號。

10.一種用于生物氣溶膠本征熒光檢測的檢測方法，其特征在于，其包括以下步驟：

將待檢測生物氣溶膠置入檢測腔體，啟動(dòng)紅光激光器與紫外激光器，使紅光通過紅光光路系統(tǒng)進(jìn)入檢測腔體，以及紫外光通過紫外光光路系統(tǒng)進(jìn)入檢測腔體；

旋轉(zhuǎn)1/4波片調(diào)整紅光中o光光斑與e光光斑之間的相位，旋轉(zhuǎn)雙折射晶體調(diào)整紅光中o光光斑和e光光斑中心點(diǎn)之間的距離；

調(diào)整雙色鏡的角度，使射入檢測腔體的紫外光光斑處于兩個(gè)紅光光斑的下方；

通過雪崩光電二極管接收到的散射信息統(tǒng)計(jì)生物氣溶膠粒子的粒徑信息，用以形成不同粒子大小對應(yīng)的粒徑信息圖譜；

通過光電倍增管將接收的本征熒光轉(zhuǎn)換為電信號，用以得到生物氣溶膠粒子本征熒光的本征熒光曲線。