一种采用连续变倍放大镜头的光学检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种采用连续变倍放大镜头的光学检测系统，涉及表面等离子共振光学检测系统，由入射光单元、反射光单元、载物台构成；入射光单元与反射光单元固定于同一平面，左右对称配置；入射光单元光轴与反射光单元光轴相交并构成一个与固定入射光单元和反射光单元的平面相平行的一个面；载物台垂直于固定入射光单元和反射光单元的平面；入射光单元光轴与载物台之间的夹角等于反射光单元光轴与载物台之间的夹角，能以特定角度的反射率的时间变化作为收集信号，特定角度可以通过计算表面等离子共振的共振角函数曲线的最大差值而设定。因此具有更高的敏感度。

An optical detection system with continuous zoom lens

【技术实现步骤摘要】
一种采用连续变倍放大镜头的光学检测系统
本专利技术涉及表面等离子共振光学检测系统，具体涉及一种采用连续变倍放大镜头的二维微米级表面等离子共振光学检测系统。
技术介绍
表面等离子共振（SurfacePlasmonResonance，SPR）是一种光学物理现象。利用SPR这种光学物理现象可以实现实时观测分子结合、薄膜形成等表面现象，给出高灵敏度、高选择性的非特异结合的信号。在目前市面上的SPR检测仪器中，棱镜耦合构造大多采用Kretschmann结构，在入射角大于某一特定值时，由激光光源发出的光线在棱镜表面发生全反射，全反射后光线照射到光学敏感器件上完成信号采集。目前，市场上销售的SPR检测仪器大多采用光敏二极管或光敏电阻用于检测SPR角度变化或是反射光的强度变化。因此，上述的SPR检测仪器将整个金属薄膜表面作为一个点进行检测，所以只能实现一维的点的检测，从而大大地提高了SPR检测仪器的检测误差及使用成本。部分SPR检测仪器采用CCD或CMOS相机检测SPR信号，虽然这种形式可以实现二维检测，但其光学分解能较低，无法分辨50微米以内的两个样点。提高改善SPR检测仪器的光学分解能具有非常大的经济价值与科研价值。例如提高SPR检测仪器的光学分解能可以有效地增加SPR检测芯片的使用率，可应用于DNA微阵列，蛋白质微阵列等相关研究与分析，并且可以大幅度降低检测成本。此外，提高改善SPR检测仪器的光学分解能可以实现针对微生物或细胞个体的相关研究与分析。在SPR检测过程中，为了寻找不同条件下表面等离子共振的共振角，需要不断改变入射光的入射角或反射光侧的反射角。为了实现这一目的，多采用一轴或二轴的旋转结构。受制于目前机械制造加工及组装的精密度与机械误差的限制，如图1的a图所示，在入射光角度改变时，入射点将会产生偏移，从而导致光轴偏移。同样如图1的b图所示，在反射光侧角度改变时，CCD或CMOS相机等光学敏感器件的成像中心也将会产生偏移。光轴与成像中心的偏移最终将导致成像移位、成像变形、成像模糊及成像丢失，最终造成检测误差。上述的检测误差带来的影响随着光学分解能的提高而增加。因此，需要设计一种在提高SPR检测中的光学分解能的同时，减小因角度改变而造成的检测误差的新型的三维SPR检测结构。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于采用连续变倍放大镜头实现二维平面上微米级的实时表面等离子共振的分析与检测。并且，通过载物台，焦距调整滑台，镜头像差补正接头等有效地补正因角度改变导致的光轴偏移与像差，减小检测误差。本专利技术采用的技术方案是：一种采用连续变倍放大镜头的光学检测系统，由入射光单元、反射光单元、载物台构成；入射光单元与反射光单元固定于同一平面，左右对称配置；入射光单元光轴与反射光单元光轴相交并构成一个与固定入射光单元和反射光单元的平面相平行的一个面；载物台垂直于固定入射光单元和反射光单元的平面；入射光单元光轴与载物台之间的夹角等于反射光单元光轴与载物台之间的夹角；所述反射光单元包括连续变倍放大镜头、光学敏感器件、光学敏感器件支架、焦距调整滑台、反射光角度滑台反射光固定板、反射光角度滑台、反射光单元滑台固定板；连续变倍放大镜头与光学敏感器件、光学敏感器件支架之间还安装有由补正接头和锁紧环构成的镜头像差补正接头；所述光学检测系统采用镜头像差补正接头补正光学敏感器件成像面与检测物所在的平面的偏角造成的像差；连续变倍放大镜头的外螺纹连接至补正接头的内螺纹中，补正接头的外螺纹连接至光学敏感器件的内螺纹中；通过镜头像差补正接头连接连续变倍放大镜头与光学敏感器件；连续变倍放大镜头与光学敏感器件通过光学敏感器件支架连接至焦距调整滑台之上。更进一步地，所述连续变倍放大镜头直接安装至光学敏感器件；当连续变倍放大镜头与光学敏感器件之间接口规格不同时，通过接头转换适配器安装。更进一步地，不安装焦距调整滑台，连续变倍放大镜头与光学敏感器件通过光学敏感器件支架直接连接至反射光角度滑台反射光固定板；载有连续变倍放大镜头、光学敏感器件、光学敏感器件支架、焦距调整滑台的配件的反射光角度滑台反射光固定板固定于反射光角度滑台之上。更进一步地，载有连续变倍放大镜头、光学敏感器件、光学敏感器件支架、焦距调整滑台的配件的反射光角度滑台反射光固定板固定于反射光角度滑台的侧方。更进一步地，在不影响反射光角度滑台角度变化的条件下，连续变倍放大镜头、光学敏感器件、光学敏感器件支架、焦距调整滑台的配件固定于反射光角度滑台的前方，后方，上方或下方的方位；最后通过反射光单元滑台固定板将连续变倍放大镜头、光学敏感器件、光学敏感器件支架、焦距调整滑台、反射光角度滑台反射光固定板、反射光角度滑台的配件固定于与入射光单元同一平面。更进一步地，所述入射光单元包括平行光镜筒、平行光镜筒支架、偏振光片镜筒、第一偏振光定位光电传感器、第二偏振光定位光电传感器、偏振光片镜筒光电传感器固定板、偏振光片镜筒支架、偏振光片镜筒齿轮、偏振光片电机、偏振光片电机支架、偏振光片电机齿轮、入射光固定底板、偏振光片、入射光角度滑台、入射光单元滑台固定板；平行光镜筒通过平行光镜筒支架固定于入射光固定底板上；带有偏振光片的偏振光片镜筒与偏振光片镜筒齿轮连接至偏振光片镜筒支架上；偏振光片电机与偏振光片电机齿轮连接至偏振光片电机支架上；带有偏振光片镜筒与偏振光片镜筒齿轮的偏振光片镜筒支架及带有偏振光片电机与偏振光片电机齿轮的偏振光片电机支架固定于入射光固定底板上。更进一步地，所述载物台包括载物台面板、载物台主板、棱镜、棱镜固定板、棱镜固定板x轴推件、棱镜固定板y轴推件、第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧、第四弹簧、第五弹簧、第六弹簧、第七弹簧、第八弹簧、x轴推杆电机、y轴推杆电机、x轴推杆电机支架、y轴推杆电机支架、x轴推杆电机推件、y轴推杆电机推件；带有棱镜的棱镜固定板与棱镜固定板x轴推件、棱镜固定板y轴推件、第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧、第四弹簧、第五弹簧、第六弹簧、第七弹簧、第八弹簧安装于载物台主板相对应的凹槽中，并通过载物台面板封盖；x轴推杆电机通过x轴推杆电机支架连接至棱镜固定板；x轴推杆电机推件固定至载物台主板上，通过棱镜固定板x轴推件、第五弹簧、第六弹簧、第七弹簧、第八弹簧、x轴推杆电机、x轴推杆电机支架、x轴推杆电机推件实现带有棱镜的棱镜固定板X轴的移动；y轴推杆电机通过y轴推杆电机支架连接至载物台主板上，y轴推杆电机推件固定至棱镜固定板上；通过棱镜固定板y轴推件、第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧、第四弹簧、y轴推杆电机、y轴推杆电机支架、y轴推杆电机推件实现带有棱镜的棱镜固定板Y轴的移动。本专利技术的优点：本专利技术可以大大地提高SPR检测的光学分解能，并且可以根据需求实现多种放大倍率的转换。本专利技术可以有效地补正因角度改变导致的光轴偏移与像差，减小检测误差。本专利技术采用双轴对称旋转结构用以实现入射光的入射角与反射光的反射角的变换功能，可以以特定角度的反射率的时间变化作为收集信号，特定角度可以通过计算表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用连续变倍放大镜头的光学检测系统，其特征在于，由入射/n光单元（62）、反射光单元（63）、载物台（64）构成；入射光单元（62）与反射光单元（63）固定于同一平面，左右对称配置；入射光单元（62）光轴与反射光单元（63）光轴相交并构成一个与固定入射光单元（62）和反射光单元（63）的平面相平行的一个面；载物台（64）垂直于固定入射光单元（62）和反射光单元（63）的平面；入射光单元（62）光轴与载物台（64）之间的夹角等于反射光单元（63）光轴与载物台（64）之间的夹角；/n所述反射光单元包括连续变倍放大镜头（65）、光学敏感器件（66）、光学敏感器件支架（67）、焦距调整滑台（68）、反射光角度滑台反射光固定板（69）、反射光角度滑台（70）、反射光单元滑台固定板（71）；/n连续变倍放大镜头（65）的外螺纹连接至补正接头（72）的内螺纹中，补正接头（72）的外螺纹连接至光学敏感器件（66）的内螺纹中；/n通过补正接头（72）连接连续变倍放大镜头（65）与光学敏感器件（66）；连续变倍放大镜头（65）与光学敏感器件（66）通过光学敏感器件支架（67）连接至焦距调整滑台（68）之上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种采用连续变倍放大镜头的光学检测系统，其特征在于，由入射
光单元（62）、反射光单元（63）、载物台（64）构成；入射光单元（62）与反射光单元（63）固定于同一平面，左右对称配置；入射光单元（62）光轴与反射光单元（63）光轴相交并构成一个与固定入射光单元（62）和反射光单元（63）的平面相平行的一个面；载物台（64）垂直于固定入射光单元（62）和反射光单元（63）的平面；入射光单元（62）光轴与载物台（64）之间的夹角等于反射光单元（63）光轴与载物台（64）之间的夹角；
所述反射光单元包括连续变倍放大镜头（65）、光学敏感器件（66）、光学敏感器件支架（67）、焦距调整滑台（68）、反射光角度滑台反射光固定板（69）、反射光角度滑台（70）、反射光单元滑台固定板（71）；
连续变倍放大镜头（65）的外螺纹连接至补正接头（72）的内螺纹中，补正接头（72）的外螺纹连接至光学敏感器件（66）的内螺纹中；
通过补正接头（72）连接连续变倍放大镜头（65）与光学敏感器件（66）；连续变倍放大镜头（65）与光学敏感器件（66）通过光学敏感器件支架（67）连接至焦距调整滑台（68）之上。


2.根据权利要求1所述的采用连续变倍放大镜头的光学检测系统，其
特征在于，连续变倍放大镜头（65）与光学敏感器件（66）、光学敏感器件支架（67）之间还安装有由补正接头（72）和锁紧环（73）构成的镜头像差补正接头。


3.根据权利要求1所述的采用连续变倍放大镜头的光学检测系统，其
特征在于，所述光学检测系统采用镜头像差补正接头补正光学敏感器件成像面与检测物所在的平面的偏角造成的像差。


4.根据权利要求1所述的采用连续变倍放大镜头的光学检测系统，其
特征在于，所述连续变倍放大镜头（65）直接安装至光学敏感器件（66）；当连续变倍放大镜头（65）与光学敏感器件（66）之间接口规格不同时，通过接头转换适配器安装。


5.根据权利要求1所述的采用连续变倍放大镜头的光学检测系统，其
特征在于，不安装焦距调整滑台（68），连续变倍放大镜头（65）与光学敏感器件（66）通过光学敏感器件支架（67）直接连接至反射光角度滑台反射光固定板（69）；载有连续变倍放大镜头（65）、光学敏感器件（66）、光学敏感器件支架（67）、焦距调整滑台（68）的配件的反射光角度滑台反射光固定板（69）固定于反射光角度滑台（70）之上。


6.根据权利要求1所述的采用连续变倍放大镜头的光学检测系统，其
特征在于，载有连续变倍放大镜头（65）、光学敏感器件（66）、光学敏感器件支架（67）、焦距调整滑台（68）的配件的反射光角度滑台反射光固定板（69）固定于反射光角度滑台（70）的侧方。


7.根据权利要求1所述的采用连续变倍放大镜头的光学检测系统，其
特征在于，在不影响反射光角度滑台（70）角度变化的条件下，连续变倍放大镜头（65）、光学敏感器件（66）、光学敏感器件支架（67）、焦距调整滑台（68）的配件固定于反射光角度滑台（70）的前方，后方，上方或下方的方位；最后通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱先伟，
申请(专利权)人：朱先伟，
类型：发明
国别省市：山东;37