一种流式细胞分选仪的照明系统和流式细胞分选仪技术方案

本发明专利技术公开了一种流式细胞分选仪的照明系统和流式细胞分选仪，其中，所述流式细胞分选仪的照明系统包括光源单元和光束整形单元，所述光束整形单元位于所述光源单元的出射光线的传播路径上；所述光束整形单元包括柱面非球面透镜组，所述柱面非球面透镜组包括第一圆锥面和第二圆锥面；所述第一圆锥面具备第一光焦度

【技术实现步骤摘要】
一种流式细胞分选仪的照明系统和流式细胞分选仪
本专利技术实施例涉及细胞分选
，尤其涉及一种流式细胞分选仪的照明系统和流式细胞分选仪。
技术介绍
基于流式细胞术的仪器，包括流式细胞仪、血液分析仪、粒子分析仪等都是通过对靶流中排列成单列的细胞或其他微粒逐个进行快速定量分析和分选的技术平台，其基本原理是利用聚焦的激光束照射单个细胞或微粒，并同时利用光电探测器件对产生的散射光或荧光信号分析从而得到待检测物的各种参数。其中激光光源及其光学系统是流式细胞仪的核心部件之一，聚焦光束的质量和稳定性直接决定了流式细胞仪器的性能指标。由于待分析细胞样品在靶流中高速流动(5000个/秒)，通过激光照射区域的时间仅为微秒量级，其产生的散射光或荧光信号强度与激光照射区域的光功率密度分布密切相关。为了保证每个通过聚焦光斑的细胞或微粒接受同样强度的激光辐照，保证流式细胞仪的分析准确性，需要保证聚焦光斑尺寸较大。但是现有技术中要么是通过增加入射光束的光斑尺寸，要么是通过调整激光整形装置的结构增大聚焦光斑的尺寸。但是，增加入射光束的光斑尺寸对激光器要求较高，增加激光器成本；调整激光整形装置的结构会造成激光整形装置加工困难，并且整形出来的平顶光束的平顶部分占比少，激光能量利用率低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种流式细胞分选仪的照明系统和流式细胞分选仪，流式细胞分选仪结构简单，且平顶光束尺寸较大。第一方面，本专利技术实施例提供了一种流式细胞分选仪的照明系统，包括光源单元和光束整形单元，所述光束整形单元位于所述光源单元的出射光线的传播路径上；所述光束整形单元包括柱面非球面透镜组，所述柱面非球面透镜组包括第一圆锥面和第二圆锥面；所述第一圆锥面具备第一光焦度所述第二圆锥面具备第二光焦度其中可选的，所述第一圆锥面的曲率半径为Ry1，所述第一圆锥面的圆锥系数为ky1，且|Ry1|<100mm，-1000<ky1<-1；所述第二圆锥面的曲率半径为Ry2，所述第二圆锥面的圆锥系数为ky2，且|Ry2|<100mm，-1000<ky2<-1。可选的，所述第一圆锥面的焦距f1满足0mm<f1<250mm，所述第二圆锥面的焦距f2满足-250mm<f2<0mm。可选的，所述柱面非球面透镜组包括第一柱面非球面透镜和第二柱面非球面透镜，所述第一柱面非球面透镜包括所述第一圆锥面，所述第二柱面非球面透镜包括所述第二圆锥面；所述第一柱面非球面透镜位于所述光源单元的出射光线的传播路径上，所述第二柱面非球面透镜位于经所述第一柱面非球面透镜透射得到的透射光线的传播路径上；或者，所述第二柱面非球面透镜位于所述光源单元的出射光线的传播路径上，所述第一柱面非球面透镜位于经所述第二柱面非球面透镜透射得到的透射光线的传播路径上。可选的，所述柱面非球面透镜组包括第三柱面非球面透镜，所述第三柱面非球面透镜包括所述第一圆锥面和所述第二圆锥面；所述第一圆锥面位于所述光源单元的出射光线的传播路径上，所述第二圆锥面位于经所述第一圆锥面透射得到的透射光线的传播路径上；或者，所述第二圆锥面位于所述光源单元的出射光线的传播路径上，所述第一圆锥面位于经所述第一圆锥面透射得到的透射光线的传播路径上。可选的，所述光源单元的出射光线经所述光束整形单元后得到平顶椭圆光束；沿所述平顶椭圆光束的长轴方向，所述平顶椭圆光束的光强均匀分布；沿所述平顶椭圆光束的短轴方向，所述平顶椭圆光束的光强高斯分布；所述平顶椭圆光束在所述长轴方向上的光斑尺寸为第一光斑尺寸，其中，所述第一光斑尺寸Wx为光强Iw1对应的光束直径，其中，Iw1为所述长轴方向上最大光强的1/e2倍；第二光斑尺寸Wt为光强均匀性满足预设值时对应的光束直径，其中，所述预设值a满足95％≤a≤100％，Wt/Wx>75％。可选的，所述光源单元包括多波长光源单元。可选的，所述多波长光源单元包括多个单模光纤耦合激光器；所述照明系统还包括多个准直镜头和多个光束转折装置，所述准直镜头与所述单模光纤耦合激光器一一对应，所述光束转折装置与所述准直镜头一一对应；所述准直镜头位于所述单模光纤耦合激光器的出射激光的传播路径上，用于对所述出射激光进行准直，得到准直激光光束；所述光束转折装置位于所述准直激光光束的传播路径上，用于将所述准直激光光束反射至所述柱面非球面透镜组的几何中心上。可选的，所述照明系统还包括消色差双胶合透镜，所述消色差双胶合透镜位于经所述柱面非球面透镜组透射得到的透射光线的传播路径上；所述消色差双胶合透镜的焦距f3满足20mm<f2<100mm。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种流式细胞分选仪，包括第一方面所述的流式细胞分选仪的照明系统。本专利技术实施例提供的流式细胞分选仪的照明系统和流式细胞分选仪，通过设置流式细胞分选仪的照明系统包括光源单元和光束整形单元，同时设置光束整形单元包括柱面非球面透镜组，柱面非球面透镜组包括第一圆锥面和第二圆锥面，第一圆锥面具备第一光焦度第二圆锥面具备第二光焦度其中如此不仅可以保证照明系统中柱面非球面透镜组结构简单，保证柱面非球面透镜组加工工艺简单；同时，本专利技术实施例提供的照明系统可以得到平顶椭圆光束，且平顶椭圆光束的光斑面积较大，保证流动室内的细胞或微粒在该较大的平顶椭圆光束的辐照下产生的散射光或荧光信号强度相同，保证细胞或微粒检测精确度高；同时可以保证出射激光的能量利用率较高。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是本专利技术实施例提供的一种流式细胞分选仪的照明系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的出射光束的截面示意图以及光强分布示意图；图3是本专利技术实施例提供的平顶椭圆光束的截面示意图以及光强分部示意图；图4是图3中A区域的放大示意图；图5是本专利技术实施例提供的另一种流式细胞分选仪的照明系统的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的另一种流式细胞分选仪的照明系统的结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的另一种流式细胞分选仪的照明系统的结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的另一种流式细胞分选仪的照明系统的结构示意图；图9是本专利技术实施例提供的一种多个平顶椭圆光束的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本专利技术实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本专利技术的技术方案。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本专利技术的保护范围之内。图1是本专利技术实施例提供的一种流式细胞分选仪的照明系统的结构示意图，如图1所示，本专利技术实施例提供的流式细胞分选仪的照明系统包括光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流式细胞分选仪的照明系统，其特征在于，包括光源单元和光束整形单元，所述光束整形单元位于所述光源单元的出射光线的传播路径上；/n所述光束整形单元包括柱面非球面透镜组，所述柱面非球面透镜组包括第一圆锥面和第二圆锥面；/n所述第一圆锥面具备第一光焦度

【技术特征摘要】
1.一种流式细胞分选仪的照明系统，其特征在于，包括光源单元和光束整形单元，所述光束整形单元位于所述光源单元的出射光线的传播路径上；
所述光束整形单元包括柱面非球面透镜组，所述柱面非球面透镜组包括第一圆锥面和第二圆锥面；
所述第一圆锥面具备第一光焦度所述第二圆锥面具备第二光焦度其中


2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第一圆锥面的曲率半径为Ry1，所述第一圆锥面的圆锥系数为ky1，且|Ry1|<100mm，-1000<ky1<-1；
所述第二圆锥面的曲率半径为Ry2，所述第二圆锥面的圆锥系数为ky2，且|Ry2|<100mm，-1000<ky2<-1。


3.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第一圆锥面的焦距f1满足0mm<f1<250mm，所述第二圆锥面的焦距f2满足-250mm<f2<0mm。


4.根据权利要求1-3任一项所述的照明系统，其特征在于，所述柱面非球面透镜组包括第一柱面非球面透镜和第二柱面非球面透镜，所述第一柱面非球面透镜包括所述第一圆锥面，所述第二柱面非球面透镜包括所述第二圆锥面；
所述第一柱面非球面透镜位于所述光源单元的出射光线的传播路径上，所述第二柱面非球面透镜位于经所述第一柱面非球面透镜透射得到的透射光线的传播路径上；或者，所述第二柱面非球面透镜位于所述光源单元的出射光线的传播路径上，所述第一柱面非球面透镜位于经所述第二柱面非球面透镜透射得到的透射光线的传播路径上。


5.根据权利要求1-3任一项所述的照明系统，其特征在于，所述柱面非球面透镜组包括第三柱面非球面透镜，所述第三柱面非球面透镜包括所述第一圆锥面和所述第二圆锥面；
所述第一圆锥面位于所述光源单元的出射光线的传播路径上，所述第二圆锥面位于经所述第一圆锥面透射得到的透射光线的传播...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘文强，蓝科，于大维，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31