三維空間內(nèi)微弱光收集器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)裝置，公開(kāi)了一種三維空間內(nèi)微弱光收集器。其包括橢球面反射鏡、球面反射鏡，橢球面反射鏡、球面反射鏡均為凹面反射鏡，且兩者凹面相對(duì)，形成一個(gè)腔體；球面反射鏡的圓心與橢球面反射鏡中橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)重合，球面反射鏡的曲率半徑等于橢球面反射鏡中橢圓的焦距。本實(shí)用新型采用特殊的結(jié)構(gòu)，使得激光束激發(fā)出的痕量物質(zhì)的熒光、拉曼散射光等微弱光在三維空間范圍內(nèi)得到定向高效的收集。
【專(zhuān)利說(shuō)明】三維空間內(nèi)微弱光收集器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)裝置，尤其涉及了一種三維空間內(nèi)微弱光收集器。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今許多生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室、細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)室或物理實(shí)驗(yàn)室對(duì)生物熒光、細(xì)胞熒光、拉曼散射光等微弱光進(jìn)行收集和光譜探測(cè)，來(lái)進(jìn)行對(duì)于分子性質(zhì)探究的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。對(duì)于光譜探測(cè)，首先要對(duì)分子發(fā)出來(lái)的熒光、拉曼散射光有較高的收集率，盡可能高的提高信噪比，特別是對(duì)于熒光、拉曼散射光等很弱的譜線(xiàn)，這一點(diǎn)尤為重要。如有的熒光、拉曼散射光本身十分微弱，用肉眼無(wú)法觀測(cè)到，探測(cè)出的譜線(xiàn)很難達(dá)到理想的信噪比，影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，如果缺乏有效的微弱光收集裝置，結(jié)果更是難以達(dá)到要求。
[0003]將被激光激發(fā)的氣體或微小物質(zhì)看作點(diǎn)光源，其發(fā)散角為整個(gè)空間立體角4 ，目前已有的微弱光收集器未能將該4 π空間內(nèi)的激發(fā)光-熒光、拉曼散射光等高效收集，而是僅有立體角Θ。或者是2 Θ，通過(guò)在中繼光學(xué)透鏡組背面加球面反射鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，目前激光激發(fā)出的痕量物質(zhì)的熒光、拉曼散射光等微弱光在三維空間內(nèi)難以有效收集。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中激光激發(fā)出的痕量物質(zhì)的熒光、拉曼散射光等微弱光在三維空間范圍內(nèi)得到定向高效的收集的問(wèn)題，提供了一種三維空間內(nèi)微弱光收集器。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決:
[0006]三維空間內(nèi)微弱光收集器，包括橢球面反射鏡、球面反射鏡，橢球面反射鏡、球面反射鏡均為凹面反射鏡，且兩者凹面相對(duì)，形成一個(gè)腔體；球面反射鏡的圓心與橢球面反射鏡中橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)重合，且球面反射鏡的曲率半徑等于橢球面反射鏡中橢圓焦距的
0.6?1.4倍。采用這種特殊形狀，可以使激光束激發(fā)出的熒光或拉曼散射光所形成的點(diǎn)光源處于橢球反射鏡的第一焦點(diǎn)處，也就是球面反射鏡的圓心，由光源向上發(fā)出的光絕大部分經(jīng)橢球反射鏡反射后基本匯聚至橢球反射鏡的第二焦點(diǎn)處，也就是球面反射鏡的頂點(diǎn)，進(jìn)行匯聚收集。由光源向下的一部分進(jìn)入球面反射鏡的光經(jīng)球面反射鏡的通孔直接進(jìn)入中繼光學(xué)透鏡組，另一部分經(jīng)球面反射鏡反射至橢球反射鏡，再經(jīng)橢球反射鏡反射后匯聚至橢球反射鏡并遠(yuǎn)離橢球反射鏡的第二焦點(diǎn)處。
[0007]作為優(yōu)選，球面反射鏡的頂點(diǎn)設(shè)有通孔，通孔處設(shè)有中繼光學(xué)透鏡組，更好的將收集好的光束進(jìn)行合理有效的利用。
[0008]作為優(yōu)選，球面反射鏡的曲率半徑等于橢球面反射鏡中橢圓焦距，使激光束激發(fā)出的光完全匯聚至橢球反射鏡的第二焦點(diǎn)處，也就是球面反射鏡的頂點(diǎn)。
[0009]作為優(yōu)選,橢球面反射鏡、球面反射鏡的反射面均鍍有光反射率大于99%的反射膜。
[0010]本實(shí)用新型的工作原理:在橢球反射鏡對(duì)應(yīng)位置加上球面反射鏡，形成一個(gè)腔體，且球面反射鏡的圓心與橢球面反射鏡中橢圓的第一焦點(diǎn)重合；球面反射鏡的曲率半徑等于橢球面反射鏡中橢圓焦距的0.6?1.4倍,即球面反射鏡的頂點(diǎn)與橢球面反射鏡中橢圓的第二焦點(diǎn)近似重合。由于激光束激發(fā)出的熒光或拉曼散射光由于體積微小，可視為點(diǎn)光源。該點(diǎn)光源處于橢球反射鏡的第一焦點(diǎn)處，也就是球面反射鏡的圓心，由光源向上發(fā)出的光絕大部分經(jīng)橢球反射鏡反射后基本匯聚至橢球反射鏡的第二焦點(diǎn)處，也就是球面反射鏡的頂點(diǎn)；由光源向下的一部分進(jìn)入球面反射鏡的光經(jīng)球面反射鏡的通孔直接進(jìn)入中繼光學(xué)透鏡組，另一部分經(jīng)球面反射鏡反射至橢球反射鏡，再經(jīng)橢球反射鏡反射后基本匯聚至橢球反射鏡的第二焦點(diǎn)處。球面反射鏡的頂點(diǎn)設(shè)有通孔，通孔處設(shè)有中繼光學(xué)透鏡組，更好的將收集好的光束進(jìn)行合理有效的利用。
[0011]本實(shí)用新型由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果:
[0012]本實(shí)用新型采用特殊的結(jié)構(gòu)，使得激光束激發(fā)出的痕量物質(zhì)的熒光、拉曼散射光等微弱光經(jīng)橢圓反射鏡、球面反射鏡反射后基本匯聚在一點(diǎn)，即球面反射鏡的頂點(diǎn)，最終都進(jìn)入中繼光系統(tǒng)透鏡組，使得微弱光在三維空間范圍內(nèi)得到定向高效的收集。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1內(nèi)腔中激發(fā)光光路I ;
[0015]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1內(nèi)腔中激發(fā)光光路2 ；
[0016]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例1內(nèi)腔中激發(fā)光光路3 ；
[0017]圖5是本實(shí)用新型中實(shí)施例2內(nèi)腔中激發(fā)光光路示意圖；
[0018]圖6是本實(shí)用新型中實(shí)施例3內(nèi)腔中激發(fā)光光路示意圖；
[0019]附圖中各數(shù)字標(biāo)號(hào)所指代的部位名稱(chēng)如下:1 一橢圓反射鏡、2—球面反射鏡、3—中繼光學(xué)透鏡組、4 一激光束。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0021]實(shí)施例1
[0022]三維空間內(nèi)微弱光收集器，如圖1所示，包括橢球面反射鏡1、球面反射鏡2，橢球面反射鏡2、球面反射鏡2均為凹面反射鏡，且兩者凹面相對(duì)，形成一個(gè)腔體；球面反射鏡2的圓心與橢球面反射鏡I中橢圓的第一焦點(diǎn)重合，且球面反射鏡2的曲率半徑等于橢球面反射鏡I中橢圓的焦距；激光束激發(fā)出的熒光或拉曼散射光所形成的點(diǎn)光源處于橢球反射鏡的第一焦點(diǎn)處，也就是球面反射鏡的圓心，由光源向上發(fā)出的光絕大部分經(jīng)橢球反射鏡反射后匯聚至橢球反射鏡的第二焦點(diǎn)處，也就是球面反射鏡的頂點(diǎn)。
[0023]球面反射鏡2的頂點(diǎn)處設(shè)有通孔，通孔處設(shè)有中繼光學(xué)透鏡組3，更好的將收集好的光束進(jìn)行合理有效的利用。
[0024]橢球面反射鏡1、球面反射鏡2的反射面均鍍有射反射率大于99%的反射膜。
[0025]光線(xiàn)在本實(shí)用新型中橢圓反射鏡和球面反射鏡所形成的收集腔內(nèi)可分為3路:
[0026](I)如圖2所示光路1:激光束4激發(fā)出的很少一部分熒光或拉曼散射光通過(guò)球面反射鏡2上的通孔直接進(jìn)入中繼光學(xué)透鏡組3 ；
[0027](2)如圖3所示光路2:激光束4激發(fā)出的一部分熒光或拉曼散射光入射至球面反射鏡2后被該反射鏡反射至橢球反射鏡1，再由橢球反射鏡I反射后將其通過(guò)球面反射鏡2上的通孔入射進(jìn)中繼光學(xué)透鏡組3 ；
[0028](3)如圖4所示光路3:激光束4激發(fā)出的一部分熒光或拉曼散射光入射至橢球反射鏡1，由該反射鏡反射后將其通過(guò)球面反射鏡2上的通孔入射進(jìn)中繼光學(xué)透鏡組3 ；
[0029]激光束4激發(fā)出的熒光或拉曼散射光通過(guò)上述3種光路，最終全部進(jìn)入中繼光學(xué)透鏡組3中，使得熒光或拉曼散射光等微弱光在三維空間內(nèi)得到了高效、定向的收集，使得微弱光得到合理有效的利用。
[0030]總之，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型專(zhuān)利的涵蓋范圍。
[0031]實(shí)施例2
[0032]如圖5所示，同實(shí)施例1，所不同的是，球面反射鏡的曲率半徑等于橢球面反射鏡中橢圓焦距的0.6倍。
[0033]實(shí)施例3
[0034]如圖6所示，同實(shí)施例1，所不同的是，球面反射鏡的曲率半徑等于橢球面反射鏡中橢圓焦距的1.4倍。
【權(quán)利要求】
1.三維空間內(nèi)微弱光收集器，其特征在于:包括橢球面反射鏡(I)、球面反射鏡(2)，橢球面反射鏡(2 )、球面反射鏡(2 )均為凹面反射鏡，且兩者凹面相對(duì)，形成一個(gè)腔體；球面反射鏡(2)的圓心與橢球面反射鏡(I)中橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)重合，球面反射鏡(2)的曲率半徑等于橢球面反射鏡(I)中橢圓焦距的0.6?1.4倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維空間內(nèi)微弱光收集器，其特征在于:球面反射鏡(2)的頂點(diǎn)處設(shè)有通孔，通孔處設(shè)有中繼光學(xué)透鏡組(3 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維空間內(nèi)微弱光收集器，其特征在于:球面反射鏡(2)的曲率半徑等于橢球面反射鏡(I)中橢圓焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維空間內(nèi)微弱光收集器，其特征在于:橢球面反射鏡(I)、球面反射鏡(2)的反射面均鍍有射反射率大于99%的反射膜。
【文檔編號(hào)】G02B17/08GK203825284SQ201420163606
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】歐旭鋒, 王文鵬, 馬輝, 張幼文 申請(qǐng)人:浙江卷積科技有限公司