[發明專利]一種熒光探測系統及熒光光譜拼接方法

有效

• 申請號: 202111279586.6
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN113720824B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 陳思穎;李鑫;杜憲炟;黃書海;陳和;孫振海;張寅超;吳慧云;郭磐
• 申請（專利權）人: 北京理工大學;中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01J3/44
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 劉西云

1.一種熒光探測系統的熒光光譜拼接方法，其特征在于，所述熒光探測系統包括處理模塊、二向色片以及至少兩個熒光探測模塊，其中，二向色片和熒光探測模塊的數量分別用N和M表示，且M=N+1，同時，所述熒光探測模塊包括狹縫、反射鏡、聚焦鏡、衍射光柵以及多通道光電倍增管陣列，其中，各衍射光柵的中心波長不同；

所述二向色片用于在其分光波長處將外部入射的熒光信號分成兩束波段不同的出射光，其中，若二向色片的數量為一個，則二向色片的兩路出射光分別入射到兩個熒光探測模塊；若二向色片為兩個以上，則各二向色片排成一排，且僅有位于末尾的二向色片的兩路出射光分別入射到兩個熒光探測模塊，其余二向色片的其中一路出射光入射到熒光探測模塊，而另一路出射光入射到下一個二向色片；各二向色片的分光波長不同；

所述狹縫用于接收二向色片的出射光，并將出射光變換為點光源；所述點光源通過反射鏡反射到衍射光柵進行分光后，再入射到聚焦鏡進行聚焦；所述多通道光電倍增管陣列用于接收聚焦鏡的出射光，并得到該出射光對應波段的熒光光譜；

所述處理模塊用于接收各熒光探測模塊輸出的熒光光譜，然后按波長順序拼接各熒光光譜，得到熒光信號的全光譜；其中，相鄰波段的兩個熒光光譜拼接處的光譜輻照度確定方法具體包括以下步驟：

S1：確定該相鄰波段的兩個熒光光譜的多通道光電倍增管陣列中各通道對應的波長；

S2：將前波段熒光光譜對應的多通道光電倍增管陣列中的最后一個通道、后波段熒光光譜對應的多通道光電倍增管陣列中的第一個通道作為相鄰波段的兩個熒光光譜的銜接通道，并分別定義為通道A和通道B；

S3：分別將通道A和通道B對應的光譜輻照度實際值除以各自對應波長處的二向色片透過率，所得商值為通道A和通道B的光譜輻照度參考值；

S4：分別將通道A和通道B的光譜輻照度實際值與各自的光譜輻照度參考值對應作差，所得差值的絕對值分別作為兩個通道所屬多通道光電倍增管陣列的最大補償范圍；

S5：分別獲取通道A和通道B設定鄰域范圍內的光譜輻照度的一階導數，然后根據一階導數分別獲取通道A和通道B設定鄰域范圍內的光譜輻照度的二階導數，其中，所述設定鄰域范圍至少包括三個通道；

S6：將通道A和通道B各自的設定鄰域范圍內與自身最為接近的通道對應的一階導數，分別與通道A和通道B設定鄰域范圍內的二階導數的均值相乘，得到通道A和通道B對應的輻照度變化率；

S7：將通道A和通道B的光譜輻照度實際值分別乘以各自對應的輻照度變化率，得到通道A和通道B的光譜輻照度期望值；

S8：將通道A和通道B各自的光譜輻照度期望值與光譜輻照度參考值的均值分別作為兩者的光譜輻照度輸出值；

S9：判斷通道A和通道B的光譜輻照度輸出值與各自相鄰通道的光譜輻照度實際值的差值絕對值是否大于步驟S4所述的最大補償范圍，若不大于，則將步驟S7得到的光譜輻照度輸出值分別作為兩個通道的最終輸出，若大于，則將通道A和通道B的各自相鄰通道的光譜輻照度實際值與對應的最大補償范圍求和，所得和值作為通道A和通道B的最終輸出。