大气活性自由基的激光诱导荧光检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大气活性自由基的激光诱导荧光检测系统，其包括：激光器，其发射激光束；大气样品束；凹球面反射镜，其镜面中心设有轴向通孔，轴向通孔具有位于凹球面反射镜的镜面的入口端和位于凹球面反射镜的背面的出口端；椭球面反射镜，其镜面与凹球面反射镜的镜面同轴相向设置，椭球面反射镜具有靠近其镜面的第一焦点和远离其镜面的第二焦点，第一焦点与凹球面反射镜的球心重合，第二焦点位于轴向通孔的出口端；以及荧光检测器，其设置在凹球面反射镜的背面，且位于轴向通孔的出口端附近；其中，激光束、大气样品束与椭球面反射镜的光轴相互垂直相交于第一焦点。本发明专利技术采用反射式系统，适用范围广，并能够提升荧光信号的收集效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种荧光检测系统，特别涉及一种大气活性自由基的荧光检测系统。
技术介绍
现有的气相荧光检测系统中，通常采用透射式荧光收集装置，如图1所示，通常通过凹球面反射镜11、透镜组12和滤光片13来收集荧光。凹球面反射镜11的球心位于透镜组12的物平面上，并且气体样品14位于凹球面反射镜11的球心处。激光束(图中未示出)射向气体样品14从而激发气体样品14产生荧光信号，凹球面反射镜11 一侧的荧光信号经过凹球面反射镜11反射后，再依次经过透镜组12透射、滤光片13滤光后被信号检测器(图中未示出)接收，透镜组12 —侧的荧光信号直接由透镜组12透射、滤光片13滤光后被信号检测器接收。然而，使用透镜组收集荧光信号，不同波长荧光光线的焦距不同。此种荧光收集装置需要针对不同的荧光体系来设计光学元件(例如，检测荧光信号时，需要针对308nm的荧光信号来设计透镜组)，因此适用范围较窄。此外，现有的激光诱导荧光检测通常使用窄带纳秒激光脉冲，脉冲与大气气体样品作用时间过长，大气样品中的臭氧等分子会光解产生次生活性物质，次生活性物质会严重干扰原有的活性自由基的检测，造成检测结果的准确度降低。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种大气活性自由基的激光诱导荧光检测系统，从而克服现有技术中荧光检测系统的缺点，以提升荧光信号的收集效率及荧光检测系统的适用范围。为实现上述目的，本专利技术提供了一种大气活性自由基的激光诱导荧光检测系统，其包括:激光器，其发射激光束；大气样品束；凹球面反射镜，其镜面中心设有轴向通孔，轴向通孔具有位于凹球面反射镜的镜面的入口端和位于凹球面反射镜的背面的出口端；椭球面反射镜，其镜面与凹球面反射镜的镜面同轴相向设置，椭球面反射镜具有靠近其镜面的第一焦点和远离其镜面的第二焦点，第一焦点与凹球面反射镜的球心重合，第二焦点位于轴向通孔的出口端；以及荧光检测器，其设置在凹球面反射镜的背面，且位于轴向通孔的出口端附近；其中，激光束、大气样品束与椭球面反射镜的光轴相互垂直相交于第一焦点。优选地，上述技术方案中，激光器为飞秒脉冲激光器。优选地，上述技术方案中，激光诱导荧光检测系统还包括:圆柱套筒，凹球面反射镜和椭球面反射镜分别设置在圆柱套筒的两端，圆柱套筒开设有两对小孔，其中一对小孔供激光束穿过，另一对小孔供大气样品束穿过。优选地，上述技术方案中，凹球面反射镜和椭球面反射镜为宽带介电质镀膜反射镜。优选地，上述技术方案中，荧光检测器为光谱仪、光电倍增管或光子计数器。优选地，上述技术方案中，激光器为掺钛蓝宝石激光器。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果:1.采用凹球面反射镜和椭球面反射镜组成的反射式荧光收集装置，相比现有的透射式荧光收集装置，适用范围更广，荧光信号收集效率更高，有利于极微弱荧光信号的收集，从而提升检测结果的准确度；2.本专利技术在优选实施例中采用宽带镀膜反射镜，可以用于多种大气活性分子的激光诱导焚光检测；3.本专利技术在优选实施例中使用飞秒超短脉冲作为激发光源，超短脉冲与大气样品作用时间极短，次生活性物质不会被激发，从而避免干扰原有的活性物质检测，从而提升检测结果的准确度；【附图说明】图1是现有技术中气相荧光检测系统中的透射式荧光收集系统示意图。图2是根据本专利技术的大气活性自由基的激光诱导荧光检测系统的示意图。主要附图标记说明:11-凹球面反射镜，12-透镜组，13-滤光片，14-气体样品；20-大气样品束，21-凹球面反射镜，211-轴向通孔，22-椭球面反射镜，23-荧光检测器。【具体实施方式】下面结合附图，对本专利技术的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。如图2所示，根据本专利技术【具体实施方式】的一种大气活性自由基的激光诱导荧光检测系统包括:激光器(图中未示出)、大气样品束20、凹球面反射镜21、椭球面反射镜22和荧光检测器23。凹球面反射镜21的镜面中心设有轴向通孔211，轴向通孔211位于凹球面反射镜21的镜面的一端为入口端，位于凹球面反射镜21的背面的一端为出口端。椭球面反射镜22的镜面与凹球面反射镜21的镜面同轴相向设置，椭球面反射镜22靠近其镜面的焦点标记为第一焦点，远离其镜面的焦点标记为第二焦点，其中第一焦点与凹球面反射镜21的球心重合，第二焦点位于轴向通孔211的出口端，即凹球面反射镜21的背面。荧光检测器23设置在凹球面反射镜21的背面，且位于轴向通孔211的出口端附近，即第二焦点附近。激光束、大气样品束20与椭球面反射镜22的光轴相互垂直相交于第一焦点。具体地，大气样品沿垂直于椭球面反射镜22的光轴的方向喷当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大气活性自由基的激光诱导荧光检测系统，其特征在于，所述激光诱导荧光检测系统包括：激光器，其发射激光束；大气样品束；凹球面反射镜，其镜面中心设有轴向通孔，所述轴向通孔具有位于所述凹球面反射镜的镜面的入口端和位于所述凹球面反射镜的背面的出口端；椭球面反射镜，其镜面与所述凹球面反射镜的镜面同轴相向设置，所述椭球面反射镜具有靠近其镜面的第一焦点和远离其镜面的第二焦点，所述第一焦点与所述凹球面反射镜的球心重合，所述第二焦点位于所述轴向通孔的出口端；以及荧光检测器，其设置在所述凹球面反射镜的背面，且位于所述轴向通孔的出口端附近；其中，所述激光束、所述大气样品束与所述椭球面反射镜的光轴相互垂直相交于所述第一焦点。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：左澎，朱彤，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11