基于DMD的荧光光谱探测的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及荧光光谱探测的技术领域，公开了基于DMD的荧光光谱探测的装置，包括准直透镜、色散单元、DMD和探测器；待测样品产生的荧光经所述准直透镜准直后，入射至所述色散单元，而后投射至所述DMD，经所述DMD调制后，被所述探测器接收。本实用新型专利技术采用了DMD对色散光进行选择性的输出，充分利用DMD像素级调控的优势对光谱进行拆分、编码和重建，由于DMD具有像素级控制的特性，所以能加载各种各样的图案，即可使用不同中心波长、不同带宽的光谱图案来重建光谱。因此，本探测装置的光谱的采样点比多通道探测器多，光谱检测的精度和方式要优于多通道探测器。优于多通道探测器。优于多通道探测器。

【技术实现步骤摘要】
基于DMD的荧光光谱探测的装置


[0001]本技术专利涉及荧光光谱探测的
，具体而言，涉及基于DMD的荧光光谱探测的装置。

技术介绍

[0002]与光谱仪不同，成像光谱仪的优势在于成像。但成像光谱仪也可以通过预先的光谱标定加特定的实验操作从而得到染料的光谱曲线。目前，成像光谱仪有多滤光片、可移动式狭缝、多通道探测等几类。多滤光片由许多滤光片组成，方法简单，但成本较高，且十分受限于滤光片，因此不适合探测光谱。可移动式狭缝利用移动的狭缝从而输出特定带宽的光，但由于该方法速度慢、结构复杂、精度低，因此也不适合光谱探测。
[0003]多通道探测是指利用多个探测器覆盖整个光谱探测波段，即每个探测器负责响应特定波长范围的荧光。与前两种方法相比，多通道探测速度快、精度高，因此该方法也可用于探测光谱。
[0004]如图1所示，Nikon C1si系统的多光谱模块的光路示意图。其中，Emission light是入射荧光，Grating 1是光栅，Multi
‑
channel PMT是多通道光电倍增管。
[0005]该模块工作原理如下：样品产生的荧光(Emission light)经过某些光学元件后照射在光栅(Grating 1)上。由于衍射效应，入射荧光在空间上色散展开。最终，色散光全部打在多通道光电倍增管(Multi
‑
channelPMT)上，保证探测器能接受所有的色散光。由于色散荧光完全被探测器接受，所以每一个通道都对应一个固定的光谱带宽。在测量光谱时，各个通道接受信号并计数，再将这些信号值除以系统的光谱透过率系数既能得到入射荧光的光谱。
[0006]这种多通道光谱探测凭借着性能稳定、结构简单得到了广泛的应用，除了此产品，许多其它的产品也使用了该结构，例如Becker&Hick1 GmbH的16通道探测器(NW
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FLIM
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DEFGASP
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NDD
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NOS)。
[0007]如上述所提到的多通道探测器，虽然性能优越、应用广泛，但是也存在一些问题。具体问题如下：
[0008](1)由于结构的限制，探测器的通道数量不会无限制的增加。目前通道数量最多只能达到16个，因此也只有16个光谱探测点，往往会遇到光谱采样点不足的问题。因为很多荧光的光谱范围很宽(以荧光素钠举例，该染料的发射光谱涵盖400nm～700nm)，所以光谱探测点越多，光谱探测精度越准。
[0009](2)由于通道数量受限，所以每个通道的带宽不会很窄，即光谱分辨率不会很高。在光谱仪中，光谱分辨率越差，可分辨的两个波长之间的波长差越大，探测效果越差。
[0010](3)对于光谱仪而言，光栅的能量利用率会比棱镜低很多，尤其是光栅的工作波长范围小且还有较多的杂散光和反射光，对于探测系统有较大的影响。
[0011](4)多通道探测器价格昂贵。由于是几个或十几个探测器的叠加，所以这种类型的探测器成本较高。

技术实现思路

[0012]本技术的目的在于提供一种基于DMD的荧光光谱探测的装置，旨在解决现有技术中，光谱探测的采样点不足的问题。
[0013]本技术是这样实现的，基于DMD的荧光光谱探测的装置，包括准直透镜、色散单元、DMD和探测器；待测样品产生的荧光经所述准直透镜准直后，入射至所述色散单元，而后投射至所述DMD，经所述DMD调制后，被所述探测器接收。
[0014]可选的，所述色散单元为三棱镜。
[0015]可选的，在所述准直透镜和所述色散单元之间设有滤光片。
[0016]可选的，所述探测器为单光子探测器或面阵探测器。
[0017]可选的，所述探测器为CCD。
[0018]可选的，所述DMD与所述探测器之间设有聚焦透镜，从所述DMD出射的光经所述聚焦透镜聚焦后被所述探测器接收。
[0019]可选的，还包括耦入透镜和光纤，待测样品产生的荧光经所述耦入透镜耦合进入所述光纤，从所述光纤的出射端出射，所述出射端位于所述准直透镜的前焦点处。
[0020]可选的，还包括光束终止器，从所述DMD出射的光中无用的信号被所述光束终止器接收。
[0021]可选的，所述DMD由DMD驱动器驱动，在所述DMD驱动器上加载光谱图案，实现对入射至所述DMD上的光进行调制。
[0022]可选的，所述光谱图案的中心波长为400～700nm；所述光谱图案的光谱带宽在6nm～20nm之间。
[0023]与现有技术相比，本技术提供的基于DMD的荧光光谱探测的装置，采用了DMD对色散光进行选择性的输出，充分利用DMD像素级调控的优势对光谱进行拆分、编码和重建，由于DMD具有像素级控制的特性，所以能加载各种各样的图案，即可使用不同中心波长、不同带宽的光谱图案来重建光谱。因此，本探测装置的光谱的采样点比多通道探测器多，光谱检测的精度和方式要优于多通道探测器。
附图说明
[0024]图1是现有技术中Nikon C1si系统的多光谱模块光路示意图；
[0025]图2是本技术提供的基于DMD的荧光光谱探测的装置的光路示意图；
[0026]图3是本技术提供的基于DMD的荧光光谱探测的装置中在DMD上加载的光谱图案示意图；
[0027]图4是本技术提供的基于DMD的荧光光谱探测的装置对EOSIN Y染料进行检测的实验结果示意图。
具体实施方式
[0028]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0029]以下结合具体实施例对本技术的实现进行详细的描述。
[0030]本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0031]参照图2
‑
4所示，为本技术提供的较佳实施例。
[0032]基于DMD的荧光光谱探测的装置，包括准直透镜、色散单元、DMD和探测器；待测样品产生的荧光经准直透镜准直后，入射至色散单元，而后投射至DMD，经DMD调制后，被探测器接收。
[0033]本技术提供的基于DMD的荧光光谱探测的装置，采用了DMD对色散光进行选择性的输出，充分利用DMD像素级调控的优势对光谱进行拆分、编码和重建，由于DMD具有像素级控制的特性，所以能加载各种各样的图案，即可使用不同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于DMD的荧光光谱探测的装置，其特征在于，包括准直透镜、色散单元、DMD和探测器；待测样品产生的荧光经所述准直透镜准直后，入射至所述色散单元，而后投射至所述DMD，经所述DMD调制后，被所述探测器接收。2.如权利要求1所述的基于DMD的荧光光谱探测的装置，其特征在于，所述色散单元为三棱镜。3.如权利要求2所述的基于DMD的荧光光谱探测的装置，其特征在于，在所述准直透镜和所述色散单元之间设有滤光片。4.如权利要求3所述的基于DMD的荧光光谱探测的装置，其特征在于，所述探测器为单光子探测器或面阵探测器。5.如权利要求4所述的基于DMD的荧光光谱探测的装置，其特征在于，所述探测器为CCD。6.如权利要求5所述的基于DMD的荧光光谱探测的装置，其特征在于，所述DMD与所述探测器之间设有聚焦透镜，从所述DMD出射的光经所述聚焦透镜聚焦后被所述探测器接收。7.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晨明，余佳，高玉峰，香凤，王楠楠，郑炜，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：新型
国别省市：