一种信号光收集器制造技术

本发明专利技术提供一种信号光收集器，纵切面上两侧的轮廓线是以纵切面的中心轴对称的抛物线上的曲线，包括设置在侧壁的内表面的反射区、顶面的开口区和底面的透光区；所述开口区的面积大于所述透光区的面积；所述透光区透射的信号光经所述反射区准直后从所述开口区呈平行光束出射。还包括环形波导层。提高了信号收集效率且安全性高；结构简单、成本低具有高效、灵活、设置方便的优势。设置方便的优势。设置方便的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种信号光收集器


[0001]本专利技术属于光学检测
，尤其涉及一种信号光收集器。

技术介绍

[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就应认为是现有技术。
[0003]光学检测技术的应用已经推广到生活中的各个领域，特别在关系人体健康的医疗检查中有了普遍的应用同时也有进一步深入和普及的需求。通过信号光的特性可以反映出生物特征，进行分析后能够有力的支持治疗和日常健康监测。
[0004]例如拉曼光谱检测技术已经广泛应用于食品安全、生物医学考古公共等领域，对于物质的定性分析以及子结构解都有很大价值。特别在生物医学领域的应用中拉曼光谱检测技术能够反映出人体组织细胞分子的变化，是早期病变检测的新技术。其以无痛、无创、简单、快速等特点，能改善常规检验方法出现的问题，是血液无创生化分析能够获得应用的有潜力的方法之一。不同的拉曼峰是某些特定分子的特征，使拉曼光谱具有定性分析并对相似物质进行区分的功能，拉曼光谱的峰强度与对应分子的浓度成正比，也能用于定量分析，可以为临床诊断提供理论依据。预测将来可根据血液样本在拉曼光谱中的特征峰强度，判断出是否患疾病。
[0005]还以拉曼检测系统为例，现有的光学检测系统一般包括激光光源，光路部件，探测部件。对拉曼信号光进行收集，滤波，然后传输到探测部件，探测不同波长处拉曼信号强度。激发光聚焦成点照射到样品表面，所产生的拉曼信号光以激发光照射点为中心向四周辐射，而光路部件的拉曼光收集系统受限于其透镜的数值孔径NA和工作距离限制，只能收集很小的一个范围角内的拉曼辐射信号，因此使本就比较微弱的拉曼信号更加微弱，难于探测。
[0006]因此在光学检测中如何有效和充分的收集信号是光学检测系统中光路设计的一个突出问题也是当前技术中需要优化的关键设计之一。另外一方面，在收集之前的问题是激发光如何准确聚焦到需要探测的位置，这个关乎样品制备的繁简程度和是否能在实验室以外的地方推广应用。
[0007]其中在皮下生物标志物检测的应用中尤其突出。皮肤是人体表面积最大且最有用的器官，总重量大概是人体重的百分之八，它容纳了人体全部循环血液25%
‑
30%的水，皮肤组织由表皮、真皮、皮下脂肪构成。皮肤下方的组织液或血液中含有很多生物特异性标志物，这些标志物与人体的健康状况和疾病程度有密切的联系。然而，目前的很多医学技术很难通过皮肤对生物标志物进行无创的检测，例如血糖的检测需要抽血化验，或者扎手指取血进行检测。如果能将光学检测技术用于无创的皮下医学检测其意义重大，特别是如果普通人群能在医学实验室之外的地方对个人健康进行监测，光学检测技术的应用就必不可少。例如，传统拉曼光谱只能测试到表面以下几百微米的深度，无损探测深层皮下生物标志物的光谱信息的应用中，如图1所示，激发光经第一光路L1聚焦照射在生物体上，会在激发
区域及其周围不同组织深度（皮肤A、皮下组织B、血管U）处产生信号光从第二光路L2返回，根据光子迁移理论，沿空间偏移方向X距中心激发点的偏移距离Δs1越大，来自更深层样品的生物特征信号对应的信号光所占比重越大。显然需要新的信号光收集器才能探测到更深层的信号光。因此有必要设计一种适用于无创生物特征信号探测的信号光收集器。
[0008]所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术介绍
部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不当然代表本领域的已有的现有技术。

技术实现思路

[0009]本专利技术是为解决上述现有技术的全部或部分问题，本专利技术提供了一种信号光收集器。
[0010]以下对于本专利技术可能涉及的一些原理和概念进行叙述，这些叙述是为了便于理解本专利技术，进行的示例性或原理性说明而非限定性解释，不应限制以此本专利技术的范围。
[0011]本专利技术基于SORS技术原理，其根本出发点在于光子迁移理论，如图1所示当激光入射到待测样品表层时，表层样品被激发或散射出宽带荧光，其中有一部分散射光将到达样品内部，样品内部深层处产生的拉曼散射光子相比于样品表层的光子在散射过程中更易于横向迁移，经多次散射后返回样品表层被收集。到达样品内部不同深度的散射光返回表层后的位置距离激光光源入射点在样品表层上X方向有不同的空间偏移距离Δs1。
[0012]本专利技术基于上述原理，针对生物组织内部标志物的特征信号探测的特殊性，特别是皮下组织深层生物特征信号的获取中，为解决上述现有技术的全部或部分问题，提供了一种信号光收集器。
[0013]本专利技术提供的一种信号光收集器，所述收集器上下开口，其纵切面两侧的轮廓线是以中心轴对称的抛物线段，所述收集器包括其内表面的反射区、顶面的开口区和底面的透光区；所述开口区的面积大于所述透光区的面积；所述透光区透射的信号光经所述反射区准直后从所述开口区呈平行光束出射。
[0014]反射区表面为高反射率材料，可以将信号光收集器底面一定角度范围内入射透光区的光线进行偏折，全部转化为平行于信号光收集器中心轴的平行光束输出，可以把底面收集到的来自生物组织的发散信号光进行准直后输出至上方的信号收集光路，便于后续接收。信号光收集器将距离激发中心区域预设空间偏移距离位置的信号光，即来自特定组织深度处产生的向不同方向发散的信号光通过反射区进行充分的收集并准直后会聚到所述探测器，提高了收集效率，同时结构简单、利于降低设备成本。
[0015]所述透光区中心在所述中心轴上。
[0016]所述透光区所在平面与中心轴的交点在所述抛物线的顶点和焦点之间。
[0017]实施例中，所述透光区边缘到中心的预设距离取值范围是0.1mm
‑
10mm，其中优选的范围是2mm
‑
5mm。
[0018]所述开口区的最小宽度大于所述抛物线段的通径长度。
[0019]所述收集器的全部内表面为所述反射区。通过改变所述侧壁平行于所述中心轴方向的高度调节信号光到达反射区的入射限制线与所述中心轴的夹角来控制收集的信号光强度。
[0020]所述反射区的反射面材质包括但不限于镜面银或抛光氧化镜面铝。
[0021]所述收集器为上下开口的光收集环，即所述收集器侧壁是抛物线段绕所述中心轴旋转而成的光收集环。
[0022]沿所述抛物线段走向，所述侧壁的外表面设置有环形波导层，所述光收集环为环形波导，光从所述环形波导的入射面自上而下传导至所述环形波导的出射面；所述环形波导的出射面与所述底面在同一平面。当环形光束耦入所述环形波导层的入射面，从所述环形波导层的出射面出射形成环形光斑；所述环形出射面的内圆与所述底面的边缘重合。所述环形光斑的中心区域到其环形激发区的距离能够通过由信号光收集器的尺寸设计决定，即可根据空间偏移距离预设所述底面的大小，用于环形激发来自生物体指定的深度的生物特征信号。
[0023]所述环形波导层为环形光纤阵列或环形透明导光结构。
[0024]所述环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信号光收集器，其特征在于：所述收集器上下开口，其纵切面两侧的轮廓线是以中心轴对称的抛物线段；所述收集器包括其内表面的反射区、顶面的开口区和底面的透光区；所述开口区的面积大于所述透光区的面积；所述透光区透射的信号光经所述反射区准直后从所述开口区呈平行光束出射。2.根据权利要求1所述的一种信号光收集器，其特征在于：所述透光区半径范围为0.1mm~10mm。3.根据权利要求1所述的一种信号光收集器，其特征在于：所述开口区的最小宽度大于所述抛物线段的通径长度。4.根据权利要求1所述的一种信号光收集器，其特征在于：所述收集器的全部内表面为所述反射区。5.根据权利要求1所述的一种信号光收集器...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：上海近观科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：