一种匀光化上转换荧光试纸激发装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种匀光化上转换荧光试纸激发装置，包括可拆卸相连的上壳体和下壳体，在下壳体内设有激光发射箱和光学检测箱；激光发射箱由激光半导体、匀光化组件和凸透镜组成，激光半导体发出的激光经匀光化组件后通过凸透镜进入光学检测箱，激发层析上转换荧光试纸条上的上转换荧光颗粒，产生可见光，可见光再经红外滤光片反射后进入聚焦透镜。使用者，从观察窗中可以直接观察获取试纸的显色结果。该装置整体结构紧凑，装置无需外接电源，可连续进行上百个样本的检测，方便使用者随时随地进行上转换荧光试纸的定量检测。

A Stimulating Device for Homogeneous Upconversion Fluorescence Test Paper

The utility model discloses a uniform up-conversion fluorescence test paper excitation device, which comprises a detachable upper shell and a lower shell, and a laser launcher and an optical detection box are arranged in the lower shell. The laser launcher is composed of a laser semiconductor, a uniform component and a convex lens. The laser emitted by a laser semiconductor enters the optical detection box through a convex lens after the uniform component, and excites the laser. Up-conversion fluorescent particles on the up-conversion fluorescent strip generate visible light, which is reflected by an infrared filter and then entered the focusing lens. Users can directly observe and obtain the color results of the test paper from the observation window. The whole structure of the device is compact, and the device does not need external power supply. It can continuously detect hundreds of samples, which is convenient for users to quantitatively detect up-conversion fluorescent test paper at any time and anywhere.

【技术实现步骤摘要】
一种匀光化上转换荧光试纸激发装置
本技术属于荧光检测设备领域，具体涉及一种匀光化上转换荧光试纸激发装置。
技术介绍
上转换荧光是一种反斯托克斯发光，它可由波长为980nm的近红外激发，发出可见光，即吸收低能量的长波长光子、发射出高能量的短波长光子。因此，与传统的荧光检测技术相比，上转换荧光检测技术具有灵敏度高、光学稳定性好、无淬灭、无自荧光、无背景光干扰、不损伤组织等优势。以上转换荧光作显色标记物的试纸也应运而生。试纸本身具有便携、快速、成本低廉等特点，进一步与信噪比很高的上转换颗粒相结合，使得该试纸在疾病诊断、食品安全和环境监测领域等的应用更加广泛，显示出成为快速检测主流平台的趋势。但是，目前对于上转换荧光试纸的检测，必须配合荧光激发和定量读取装置才能进行。研究人员通常自行搭建上转换荧光试纸检测平台，但搭建的检测平台占地空间大，且需手动调节激发光与检测部件，功能、操作等控制分散，操作繁琐，很难保证检测平台的重复性和稳定性。因此，亟需一种便携式、集成式的上转换荧光试纸检测装置。便携式检测装置对于激光的要求很高，但现有的小型化激光器发射的光斑不均匀，不均匀的光斑对于上转换荧光试纸的激发程度不等，导致检测结果不准确。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种匀光化上转换荧光试纸激发装置，该装置结构设计合理，发出的激光光斑均匀、重复性高、准确性高。本技术通过以下技术方案实现：本技术公开的一种匀光化上转换荧光试纸激发装置，包括可拆卸相连的上壳体和下壳体，在下壳体内设有激光发射箱和光学检测箱；激光发射箱由激光半导体、匀光化组件和凸透镜组成，激光半导体发出的激光经匀光化组件后通过凸透镜进入光学检测箱；在光学检测箱顶部设有聚焦透镜，在光学检测箱内设有一个二向色性滤光片和一个红外滤光片，红外滤光片设置在聚焦透镜下方，二向色性滤光片倾斜设置在激光发射箱发出激光的光路上；在光学检测箱的一端设有插孔，在上壳体侧壁上与该插孔对应位置处开设有用于插放上转换荧光试纸条的试纸插口，在上壳体的上表面开设有观察窗，当上壳体和下壳体盖合时，观察窗与聚焦透镜所处位置对应。优选地，所述匀光化组件为耦合光纤。优选地，所述匀光化组件为匀光片。优选地，激光发射箱内还包括与激光半导体相连的电源线，电源线通过设置在激光发射箱上的电源插入口与外接电源相连。优选地，所述激光发射箱能够发射波长为980nm的近红外。优选地，激光发射箱上还设有控制其工作状态的电源开关。优选地，激光发射箱的长为210～240mm，宽为80～95mm，高为50～70mm。优选地，所述二向色性滤光片能够透过红外光、反射可见光；红外滤光片能够过滤波长为980nm的近红外；二向色性滤光片倾斜设置的角度为45°。优选地，上壳体和下壳体四周通过螺钉攻丝固定。优选地，还包括能够通过观察窗采集检测结果的图像读取装置。进一步优选地，所述图像读取装置为手机、照相机或CCD。与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：本技术公开的匀光化上转换荧光试纸激发装置，包括可拆卸相连的上壳体和下壳体，在下壳体中集成设置了激光发射箱和光学检测箱，由激光半导体发射的近红外光经过匀光化组件后，通过凸透镜进入光学检测箱，光学检测箱中的二向色性滤光片滤过杂波后到达待测上转换荧光试纸条，激发层析上转换荧光试纸条上的上转换荧光颗粒，产生可见光，可见光再经红外滤光片反射后进入聚焦透镜。使用者，从观察孔中可以直接观察获取试纸的显色结果。整个装置实现了上转换荧光激发和读取的集成化，只需将待测试纸条插入，按下电源开关即可，操作十分便捷，无需专业技术人员也可实现检测操作。该装置整体结构紧凑，设计合理，匀光化组件的引入克服了传统小型化激光器发射激光不均匀的弊端，激光半导体所需电压为12V，可内置可充电电池，亦可需外接电源，可进行上百个样本的检测，方便使用者随时随地进行上转换荧光试纸的定量检测。同时，该装置可对市面上所有的上转换荧光试纸进行激发和读取，具有普适性和通用性。进一步地，匀光化组件选择耦合光纤或者匀光片，但不局限于此，目的是为了使激光半导体所发射的激光到达荧光试纸上的光斑是均匀的。进一步地，装置长为210～240mm，宽为80～95mm，高为50～70mm，略大于手掌，方便携带，随时随地都可以进行检测。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术采用耦合光纤的匀光化组件的结构示意图；图3为本技术采用匀光片的匀光化组件的结构示意图。其中：1为上壳体；2为下壳体；3为激光发射箱；3-1为电源线；3-2为激光半导体；3-3为凸透镜；3-4为耦合光纤；3-5为匀光片；4为光学检测箱；5为聚焦透镜；6为试纸插口；7为观察窗；8为电源开关；9为电源插入口；10为上转换荧光试纸条。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步详细描述：参见图1，本技术公开的匀光化上转换荧光试纸激发装置，包括可拆卸相连的上壳体1和下壳体2，在下壳体2内设有激光发射箱3和光学检测箱4；光学检测箱4的一端与激光发射箱3相连，另一端设有能够插放待测上转换荧光试纸条的插孔，下壳体2侧壁上与该插孔对应位置处开设用于插放上转换荧光试纸条10的试纸插口6；在光学检测箱4顶部设有聚焦透镜5，在光学检测箱4内设有一个二向色性滤光片和一个红外滤光片，红外滤光片设置在聚焦透镜5下方，二向色性滤光片倾斜设置在激光发射箱3发出激光的光路上，使激光到达待测上转换荧光试纸条上发射的可见光在经过该二向色性滤光片时能够垂直于水平面反射，进入光学检测箱4顶部的聚焦透镜5；上壳体1上表面开设有观察窗7，当上壳体1和下壳体2盖合时，观察窗7与聚焦透镜5所处位置对应。激光发射箱3由激光半导体3-2、匀光化组件和凸透镜3-3组成，激光半导体3-2发出的激光经匀光化组件后通过凸透镜3-3进入光学检测箱4。激光发射箱3内还包括与激光半导体3-2相连的电源线3-1，电源线3-1通过设置在激光发射箱3上的电源插入口9与外接电源相连；或者，电源线3-1与激光发射箱3内置的充电电池相连。激光发射箱3上还设有控制其工作状态的电源开关8，在上壳体1的对应位置处还开设有形状对应的插孔。参见图2，为本技术的一种实现形式，其匀光化组件采用耦合光纤3-4；参见图3，为本技术的另一种实现形式，其匀光化组件采用匀光片3-5。除此之外，还可包括其他能够实现匀光效果的设置形式。优选地，二向色性滤光片倾斜设置的角度为45°。还包括能够通过观察窗7采集检测结果的图像读取装置。所述图像读取装置为手机、照相机或CCD。所述激光发射箱3能够发射波长为980nm的均匀的近红外光；所述二向色性滤光片能够透过近红外光、反射可见光，所述红外滤光片能够过滤波长为980nm的近红外。优选地，该激发装置的长为210～240mm，宽为80～95mm，高为50～70mm。装置略大于手掌，非常便携，方便操作者携带，随时随地都可以进行检测。优选地，上壳体1和下壳体2四周通过螺钉攻丝固定。本技术的匀光化上转换荧光试纸激发装置，在使用时：由激光半导体3-2发出980nm的近红外光，经匀光化组件匀化后，通过凸透镜3-3发射出去，进入光学检测箱4。经由光学检测箱4中二向色性滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种匀光化上转换荧光试纸激发装置，其特征在于，包括可拆卸相连的上壳体(1)和下壳体(2)，在下壳体(2)内设有激光发射箱(3)和光学检测箱(4)；光学检测箱(4)的一端与激光发射箱(3)相连，另一端设有插孔，在上壳体(1)侧壁上与该插孔对应位置处开设有用于插放上转换荧光试纸条(10)的试纸插口(6)，在上壳体(1)的上表面开设有观察窗(7)，当上壳体(1)和下壳体(2)盖合时，观察窗(7)与聚焦透镜(5)所处位置对应；在光学检测箱(4)顶部设有聚焦透镜(5)，在光学检测箱(4)内设有一个二向色性滤光片和一个红外滤光片，红外滤光片设置在聚焦透镜(5)下方，二向色性滤光片倾斜设置在激光发射箱(3)发出激光的光路上；激光发射箱(3)由激光半导体(3‑2)、匀光化组件和凸透镜(3‑3)组成，激光半导体(3‑2)发出的激光经匀光化组件后通过凸透镜(3‑3)进入光学检测箱(4)。

【技术特征摘要】
1.一种匀光化上转换荧光试纸激发装置，其特征在于，包括可拆卸相连的上壳体(1)和下壳体(2)，在下壳体(2)内设有激光发射箱(3)和光学检测箱(4)；光学检测箱(4)的一端与激光发射箱(3)相连，另一端设有插孔，在上壳体(1)侧壁上与该插孔对应位置处开设有用于插放上转换荧光试纸条(10)的试纸插口(6)，在上壳体(1)的上表面开设有观察窗(7)，当上壳体(1)和下壳体(2)盖合时，观察窗(7)与聚焦透镜(5)所处位置对应；在光学检测箱(4)顶部设有聚焦透镜(5)，在光学检测箱(4)内设有一个二向色性滤光片和一个红外滤光片，红外滤光片设置在聚焦透镜(5)下方，二向色性滤光片倾斜设置在激光发射箱(3)发出激光的光路上；激光发射箱(3)由激光半导体(3-2)、匀光化组件和凸透镜(3-3)组成，激光半导体(3-2)发出的激光经匀光化组件后通过凸透镜(3-3)进入光学检测箱(4)。2.根据权利要求1所述的匀光化上转换荧光试纸激发装置，其特征在于，所述匀光化组件为耦合光纤(3-4)。3.根据权利要求1所述的匀光化上转换荧光试纸激发装置，其特征在于，所述匀光化组件为匀光片(3-5)。4.根据权利要求2或3所述的匀光化上转换荧光试纸激发装...

【专利技术属性】
技术研发人员：李菲，巩燕，徐峰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61