[实用新型]一种激光诱导荧光光谱检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光谱检测技术，特别是涉及一种激光诱导荧光光谱检测装置的技术。

背景技术

当紫外光或波长较短的可见光照射到某些物质时，这些物质会发射出各种颜色和不同强度的可见光，而当光源停止照射时，这种光线随之消失。这种在激发光的诱导下产生的光称为荧光，能发出荧光的物质称为荧光物质。

由荧光的发光原理可知，分子荧光光谱与激发光源的波长无关，只与荧光物质本身的能级结构有关，因此可以根据荧光物质所产生的荧光光谱，对荧光物质进行定性分析鉴别，荧光检测目前已经在生物、化学、环境等领域起到重要作用。

现有荧光光谱检测装置都采用氙灯、荧光探头、单色仪的组合，其中的氙灯作为激发光光源，荧光探头用于收集荧光物质被激发后产生的荧光，单色仪用于检测荧光光谱，进行荧光检测时（见图4），荧光探头收集的荧光先通过单色仪上的狭缝21进入单色仪，再通过一反射镜22反射到光栅23上，经光栅色散后通过另一反射镜24反射到单点探测器25上，由于不同波长的光离开光栅的角度不同，控制光栅23顺序转动，即可使光栅色散后的不同波长的光顺序照射到单点探测器25上，光栅23顺序转动一个周期后，即可实现对荧光光谱的扫描，进而获得荧光光谱。

现有荧光光谱检测装置的缺陷在于：

1）单色仪中需要配置驱动光栅转动的驱动部件，因此其体积、功耗都较大，导致整个装置的体积、功耗都过于庞大，而且获取荧光光谱的时间周期较长，无法实现荧光光谱的实时采集，因而也无法分析荧光信号的一些瞬态特征，光谱重复性也较差；

2）氙灯所产生的光束强度低、质量差，使得荧光物质被激发到激发态的分子数较少，荧光物质产生的荧光强度也较弱，因此现有荧光光谱检测装置的检测灵敏度较低；

3）现有荧光探头都采用从0度角方位照射荧光物质，从45度角方位接收荧光信号，这种收集方式的荧光采集效率较低，所能收集的荧光量较少，对荧光物质样品的形态要求较高，荧光物质样品的形态不符合要求会影响荧光信号的收集，现有荧光探头目前主要面向于液态荧光物质样品，其使用场景也主要是实验室。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种荧光采集效率高，对荧光物质样品的形态要求低的激光诱导荧光光谱检测装置，本实用新型还要解决的技术问题是实现荧光光谱的实时采集、提高荧光检测灵敏度，减少装置整体体积、降低装置整体功耗。

为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种激光诱导荧光光谱检测装置，包括光源、荧光探头、光栅光谱仪，其特征在于：

所述荧光探头包括准直透镜、窄带通滤光片、激发光反射镜、二向色性滤光片、边通滤光片，及两个聚焦透镜；

所述两个聚焦透镜分别为第一聚焦透镜、第二聚焦透镜，每个聚焦透镜的两侧镜面中，一侧镜面为平行侧镜面，另一侧镜面为发散侧镜面；

所述二向色性滤光片能反射波长小于410nm的光，并能透射波长大于等于410nm的光；

所述光源与荧光探头中的准直透镜、窄带通滤光片、激发光反射镜、二向色性滤光片、第一聚焦透镜构成一条激发光路，该激发光路的光路结构为：以光源为出发点，再从准直透镜的发散光入射面进入并穿过准直透镜，再依次先穿过窄带通滤光片，再经激发光反射镜反射后，以45度入射角到达二向色性滤光片，再经二向色性滤光片以45度出射角反射出后，沿平行于第一聚焦透镜光轴的方向，从第一聚焦透镜的平行侧镜面进入第一聚焦透镜，再穿过第一聚焦透镜；

所述光栅光谱仪与荧光探头中的第一聚焦透镜、二向色性滤光片、边通滤光片、第二聚焦透镜构成一条信号检测光路，该信号检测光路的光路结构为：以第一聚焦透镜为出发点，再沿平行于第一聚焦透镜光轴的方向，依次穿过二向色性滤光片、边通滤光片后，从第二聚焦透镜的平行侧镜面进入第二聚焦透镜，再穿过第二聚焦透镜后进入光栅光谱仪。

进一步的，所述光栅光谱仪包括狭缝器件、信号光反射镜、反射式闪耀平场光栅、反射聚光镜、图像传感器；

所述信号检测光路穿过第二聚焦透镜后，先穿过狭缝器件，再依次由信号光反射镜反射至反射式闪耀平场光栅，由反射式闪耀平场光栅反射至反射聚光镜，由反射聚光镜反射至图像传感器。

进一步的，所述窄带通滤光片的入射角为0度，窄带通滤光片允许透过的光波波长为400～410nm。

进一步的，所述边通滤光片的入射角为0度，边通滤光片允许透过的光波波长为421.5～900nm。