一种荧光发光光谱与寿命探测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种荧光发光光谱与寿命探测系统，涉及荧光技术领域，该荧光发光光谱与寿命探测系统包括倒置光学显微镜、物镜、全反镜、外壳、聚焦镜、可调节针孔、扩束镜、光纤耦合器、多模光纤、单色仪、单光子探测器、二向色镜模块、潜望镜组、光阑、可调中性滤波片组以及脉冲激光器。本实用新型专利技术实施例所述荧光发光光谱与寿命探测系统将荧光寿命成像与荧光波长探测相结合，进一步从两种不同维度同时研究物体的属性，通过融合了荧光寿命和荧光波长两种参数同时探测，集成了共聚焦的高空间分辨率，以及单色仪对波长的精确筛选，为研究物体光物理化学属性拓展了参照维度，从而提升了实验的可靠性和全面性。

【技术实现步骤摘要】
一种荧光发光光谱与寿命探测系统
本技术涉及荧光
，尤其涉及一种荧光发光光谱与寿命探测系统。
技术介绍
物体发出的荧光，含有多种光物理性质。例如，判断单分子镀膜的均匀性，光伏太阳能电池材料的光电转化及存储效率，分子间的能量传递，大分子蛋白的构型，细胞内的物质转移特性等。都可以通过对其荧光寿命的测量来进行有效的量化标定。荧光作为一种光能，是由其他相同或不同形式的能量转化而来，常见的形式有，光能之间的互相转化，由能量较高的短波长光能刺激样品，经过能级跃迁及内转化能机理，样品发射出能量较低的长波长的荧光，此种实验方式现阶段较为常见。此外，由于波长是光能的基础属性之一，许多研究领域对物体发出荧光的波长也非常关注，特别是对于材料学领域，需要同时对同区域的样品所发出的荧光进行寿命和波长两个维度的量化数据采集和分析，以此来研究材料的性能，并改进相应的生产工艺。但值得注意的是，光谱分光会对样品所发出的荧光进行进一步筛选，在这种情况下，荧光信号的强度会有较大幅度的降低。因此，当前亟待出现一种可以同时针对荧光寿命和荧光波长两种参数同时探测的探测系统。
技术实现思路
为了克服现有技术中相关产品的不足，本技术提出一种荧光发光光谱与寿命探测系统。本技术提供了一种荧光发光光谱与寿命探测系统，包括：倒置光学显微镜，所述倒置光学显微镜的样品台正下方设置有物镜，所述样品台上对应于物镜的位置固定放置有荧光探测的样品；所述物镜的正下方设置有全反镜；所述倒置光学显微镜的一侧设置有隔光的外壳，所述外壳的外侧依次设置有单色仪和单光子探测器，所述外壳内设置有聚焦镜、可调节针孔、扩束镜以及光纤耦合器，所述全反镜、聚焦镜、可调节针孔、扩束镜、光纤耦合器依次同轴设置，所述光纤耦合器与所述单色仪通过多模光纤连通；所述物镜和全反镜之间设置有二向色镜模块，所述倒置光学显微镜的另一侧面设置有脉冲激光器，所述脉冲激光器的输出方向上还依次设置有可调中性滤波片组、光阑以及潜望镜组，所述脉冲激光器输出的具有周期性短脉冲序列的激光依次通过所述可调中性滤波片组、光阑以及潜望镜组到达所述二向色镜模块并反射到所述物镜中，从而聚焦到样品的特定区域。在本技术的某些实施方式中，所述扩束镜和光纤耦合器之间的光路中还可以设置有滤光片。在本技术的某些实施方式中，所述扩束镜和光纤耦合器之间的光路中还可以设置有偏振片。与现有技术相比，本技术有以下优点：本技术实施例所述荧光发光光谱与寿命探测系统将荧光寿命成像与荧光波长探测相结合，进一步从两种不同维度同时研究物体的属性，通过融合了荧光寿命和荧光波长两种参数同时探测，集成了共聚焦的高空间分辨率，以及单色仪对波长的精确筛选，为研究物体光物理化学属性拓展了参照维度，从而提升了实验的可靠性和全面性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术所述荧光发光光谱与寿命探测系统的主视图；图2为本技术所述荧光发光光谱与寿命探测系统的侧视图。附图标记说明：1、倒置光学显微镜；2、样品；3、物镜；4、全反镜；5、外壳；6、聚焦镜；7、可调节针孔；8、扩束镜；9、光纤耦合器；10、多模光纤；11、单色仪；12、单光子探测器；13、二向色镜模块；14、潜望镜组；15、光阑；16、可调中性滤波片组；17、脉冲激光器。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本技术的较佳实施例。本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。参阅图1-2所示，所述荧光发光光谱与寿命探测系统包括倒置光学显微镜1，所述倒置光学显微镜1的样品2台正下方设置有物镜3，所述样品2台上对应于物镜3的位置固定放置有荧光探测的样品2；所述物镜3的正下方设置有全反镜4；所述倒置光学显微镜1的一侧设置有隔光的外壳5，所述外壳5的外侧依次设置有单色仪11和单光子探测器12，所述外壳5内设置有聚焦镜6、可调节针孔7、扩束镜8以及光纤耦合器9，所述全反镜4、聚焦镜6、可调节针孔7、扩束镜8、光纤耦合器9依次同轴设置，所述光纤耦合器9与所述单色仪11通过多模光纤10连通；所述物镜3和全反镜4之间设置有二向色镜模块13，所述倒置光学显微镜1的另一侧面设置有脉冲激光器17，所述脉冲激光器17的输出方向上还依次设置有可调中性滤波片组16、光阑15以及潜望镜组14，所述脉冲激光器17输出的具有周期性短脉冲序列的激光依次通过所述可调中性滤波片组16、光阑15以及潜望镜组14到达所述二向色镜模块13并反射到所述物镜3中，从而聚焦到样品2的特定区域。在荧光激发方面，采用光致发光，如图1所示，样品2首先被放置于适配的夹具上，然后被置于样品2台上，由于激发光源置于倒置光学显微镜1后方进入，如图2所示，为所述脉冲激光器17输出的具有周期性短脉冲序列的激光，脉冲宽度在皮秒甚至更低的飞秒级别。通过所述可调中性滤波片组16、光阑15以及潜望镜组14一系列的光路引导，将光高调至倒置光学显微镜1第一层光路的高度，从倒置光学显微镜1第一层光路的后入口进入，再通过二向色镜模块13，激光被反射到物镜3中，从而聚焦到样品2的特定区域，这样就可以使用时间相关单光子计数(TCSPC)来测量样品2发光的荧光寿命。在荧光探测方面，被电能激发的样品2所发射出的荧光，通过物镜3后，经过倒置光学显微镜1的下层光路的左出口输出，再经过特制的探测单元，包括依次设置在的隔光的外壳5内的聚焦镜6、可调节针孔7、扩束镜8以及光纤耦合器9，将荧光收集光纤耦合器9中，从而通过多模光纤10传递到另一侧的由单色仪11中，单色仪11负责对光进行波长扫描和筛选，再经由出口将经过波长筛选的光输送到单光子探测器12的感光面上。具体来说，为了提升空间分辨率，除了利用传统的倒置光学显微镜1的聚焦功能，来筛选出特定的样品2区域进行观察外。本技术实施例设置了可调节针孔7的针孔光路，来达到贴近衍射极限的空间分辨率，具体光路原理就是通过聚焦镜6先对探测光路上的荧光进行收束，收束后的光束通过特定位置的针孔，该针孔对荧光光束进行进一步的过滤，达到更高分辨率后，再又另一个配套的扩束镜8进行扩束，荧光转变回平行光。该平行光最终入射到光纤耦合器9中，再通过光纤传导至单色仪11系统中，然后通过出口狭缝，传递到单光子探测器12，完成对特定波长的荧光的探测。采集到这些信息后，通过数据分析得出各波长下的荧光寿命成像信息。在本技术实施例中，所述扩束镜8和光纤耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种荧光发光光谱与寿命探测系统，其特征在于，包括：倒置光学显微镜，所述倒置光学显微镜的样品台正下方设置有物镜，所述样品台上对应于物镜的位置固定放置有荧光探测的样品；所述物镜的正下方设置有全反镜；所述倒置光学显微镜的一侧设置有隔光的外壳，所述外壳的外侧依次设置有单色仪和单光子探测器，所述外壳内设置有聚焦镜、可调节针孔、扩束镜以及光纤耦合器，所述全反镜、聚焦镜、可调节针孔、扩束镜、光纤耦合器依次同轴设置，所述光纤耦合器与所述单色仪通过多模光纤连通；所述物镜和全反镜之间设置有二向色镜模块，所述倒置光学显微镜的另一侧面设置有脉冲激光器，所述脉冲激光器的输出方向上还依次设置有可调中性滤波片组、光阑以及潜望镜组，所述脉冲激光器输出的具有周期性短脉冲序列的激光依次通过所述可调中性滤波片组、光阑以及潜望镜组到达所述二向色镜模块并反射到所述物镜中，从而聚焦到样品的特定区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种荧光发光光谱与寿命探测系统，其特征在于，包括：倒置光学显微镜，所述倒置光学显微镜的样品台正下方设置有物镜，所述样品台上对应于物镜的位置固定放置有荧光探测的样品；所述物镜的正下方设置有全反镜；所述倒置光学显微镜的一侧设置有隔光的外壳，所述外壳的外侧依次设置有单色仪和单光子探测器，所述外壳内设置有聚焦镜、可调节针孔、扩束镜以及光纤耦合器，所述全反镜、聚焦镜、可调节针孔、扩束镜、光纤耦合器依次同轴设置，所述光纤耦合器与所述单色仪通过多模光纤连通；所述物镜和全反镜之间设置有二向色镜模块，所述倒置光学显微镜的另一侧面设置有脉冲激光器，所述脉冲激光器的输出方向上还依次设置有可调中性滤波片组...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄超，王辉文，
申请(专利权)人：武汉东隆科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42