一旦流路FP定位在光學系統(tǒng)108的焦點之外(例如,定位在FP+或FP處),該實例就不再能準確地過濾光線LR。
[0058]圖5為圖4的示例性光學系統(tǒng)108的示意性橫截面?zhèn)纫晥D,其中濾光罩120被朝著光學系統(tǒng)108后端布置。為了方便說明和理解,在圖5(和一些后續(xù)示意圖)中大幅放大了光線偏移度。
[0059]在該實例中,光學系統(tǒng)108包括集光光學組件132和準直器134。
[0060]集光光學組件132被布置和構造為在光線LR通過液流F之后收集光線LR。至少一些這種光線LR以發(fā)射角Θ散射。光線LR是彎曲的,朝準直器134引導。集光光學組件132的實例為物鏡。在一些實施例中,集光光學組件132還包括一個或多個雜散光控制結構,如針孔。在一些實施例中,針孔包括其中有孔的機械結構。該機械結構是不透明的,能夠阻擋一部分光,而其中的孔又允許另一部分光從中穿過。在一些實施例中,這種雜散光控制結構有助于減弱背景信號,由此提升光學系統(tǒng)檢測所關注光線的能力。[0061 ] 準直器134接收來自集光光學組件132的光線LR。在液流F (沿著流路FP)布置在集光光學組件132焦點處的情況下,準直器134使多條光線LR準直,使得它們基本上彼此平行地射出。
[0062]隨后用濾光罩120過濾光線LR。由于集光光學組件132使光線LR的相對位置保持固定(即,散射得更厲害的光線相比未散射光線與中心成比例地相距更遠),所以能夠采用與結合圖1示出和描述同樣的方式使用濾光罩120,以過濾掉與某些發(fā)射角相關聯(lián)的光線,同時又允許其他光線(與其他發(fā)射角相關聯(lián)的光線)通過。隨后用傳感器分析儀110檢測穿過濾光罩120的那些光線。
[0063]然而,如果濾光罩120定位在焦點敏感區(qū)域136中,那么,一旦流路FP的位置移動遠離集光光學組件132的焦點從而使流路偏離焦點,濾光罩便不能以預期方式過濾光線LRo
[0064]圖5能說明該現(xiàn)象,其中示意性地繪出了從三種不同位置的液流F流路FP發(fā)出的光線LR的光學路徑。當流路FP處于集光光學組件132的焦點處時,出現(xiàn)第一光學路徑(用實線示出)。當流路FP沿流路FP+朝集光光學組件132偏移時,出現(xiàn)第二光學路徑(用虛線示出)。當流路FP沿流路FP遠離集光光學組件132偏移時,出現(xiàn)第三光學路徑(用短劃線示出)。
[0065]從圖中可以看出,雖然流路FP+和流路FP,或流路FP和流路FP間的位置改變可能非常小(如大約+50 μ m或-50 μ m),但差異會被光學系統(tǒng)108放大數(shù)倍。光線LR到達濾光罩時,其位置明顯偏離預想的位置。例如,從FP+發(fā)出的光線向外偏離原點,而從FP發(fā)出的光線向內(nèi)朝原點偏移。圖6更清楚地示出了這種現(xiàn)象的結果,即,一旦流路偏離集光光學組件132的焦點,濾光罩120就可能允許那些與不需要的發(fā)射角相關聯(lián)的光線通過,并可能阻擋那些與需要的發(fā)射角相關聯(lián)的光線。
[0066]圖5還示出了光學路徑中的焦點不敏感區(qū)域138,其與焦點敏感區(qū)域136形成對照。在結合圖7至圖15較詳細示出和描述的示例性流式細胞儀100中用到了這種焦點不敏感區(qū)域138。
[0067]圖6為示例性濾光罩120的正視平面圖,示出了在流路偏離集光光學組件的焦點時出現(xiàn)的濾光不當現(xiàn)象。
[0068]如上所述,如果流路FP準確地定位在集光光學組件的焦點處,光線就會與濾光罩120準確對準。因此,需要的光線從孔124中穿過,不需要的光線被濾光罩120阻擋。
[0069]當液流F在流路FP+上朝光學系統(tǒng)108偏移時,光線LR的光學路徑在濾光罩120處會大幅偏移。舉例來說,需要的光線LR偏移到了區(qū)域142(用虛線表示)。從圖中可以看出,需要的光線只有一小部分從孔124中穿過,不需要的光線(區(qū)域142外的那些光線)卻有許多獲準穿過濾光罩120的孔124。
[0070]相似地,當液流F在流路FP上遠離光學系統(tǒng)108偏移到時,光線LR的光學路徑在濾光罩120處會大幅偏移。舉例來說,需要的光線LR偏移到了區(qū)域144 (用短劃線表示)。從該實例可以看出,全部需要的光線都被濾光罩120阻擋,不需要的光線卻獲準穿過濾光罩120的孔124。
[0071]圖7至圖9示出了流式細胞儀100的另一個實例,其克服了之前實例的缺點。
[0072]圖7為另一種示例性流式細胞儀100的示意性框圖。該實例類似于圖4示出的實例,不同的是將濾光罩120從光學系統(tǒng)108的焦點敏感區(qū)域136 (示于圖5)移到了光學系統(tǒng)108的焦點不敏感區(qū)域138。因此,該示例性流式細胞儀100不僅獲得了圖4所示實例的好處,例如方便操作員更輕松地觸及濾光罩120,還克服了對流路FP位置的敏感性。
[0073]類似于圖1和圖4所示的實例,該示例性流式細胞儀100包括液流噴嘴102、光源104、樣品收集器106、光學系統(tǒng)108、傳感器分析儀110和計算設備兼控制電子設備112。
[0074]光學系統(tǒng)108包括布置在光學路徑中的濾光罩120。更具體地講,濾光罩120定位在焦點不敏感區(qū)域處。
[0075]圖8為圖7的示例性光學系統(tǒng)108的示意性橫截面?zhèn)纫晥D,其中濾光罩120被布置在光學系統(tǒng)108的焦點不敏感區(qū)域處。
[0076]該不例性光學系統(tǒng)108和圖5所不實例一樣,還包括集光光學組件132和準直器134。光線由集光光學組件132收集并由準直器134標稱地準直。
[0077]圖8采用與圖5同樣的方法,示意性地繪出了從三種不同位置的液流F流路FP發(fā)出的光線LR的光學路徑。當流路FP處于集光光學組件132的焦點處時,出現(xiàn)第一光學路徑(用實線示出)。當流路FP沿流路FP+朝集光光學組件132偏移時,出現(xiàn)第二光學路徑(用虛線示出)。當流路FP沿流路FP遠離集光光學組件132偏移時,出現(xiàn)第三光學路徑(用短劃線示出)。
[0078]在光線穿過準直器134后,第一光學路徑中的光線被正確準直。然而,第二光學路徑中的光線(虛線)是發(fā)散的,第三光學路徑中的光線(短劃線)是會聚的。
[0079]雖然光線在不同光學路徑中沿不同的方向行進,但這三種光學路徑最終會在焦點不敏感區(qū)域138處相交。比方說,與45°發(fā)射角Θ相關聯(lián)的光線,不管它是從液流流路FP發(fā)出、還是從偏移的液流流路FP+或FP發(fā)出,最終全都相交于同一點。與每種發(fā)射角相關聯(lián)的所有光線情形都是如此。
[0080]因此,將濾光罩120定位在焦點不敏感區(qū)域138后,就可以使用濾光罩120根據(jù)發(fā)射角Θ準確地過濾與發(fā)射角Θ相關聯(lián)的光線LR,即便液流F的流路FP不處于集光光學組件132的焦點處也可以準確過濾。
[0081]在一些實施例中,在液流流路FP與濾光罩120之間使用的光學系統(tǒng)能夠消除預備使用的光波長(顏色)范圍內(nèi)的色差。單透鏡會產(chǎn)生色差。也就是說,單透鏡會將不同波長(顏色)的光沿著稍有不同的方向引導。這會改變不同波長(顏色)的光線從透鏡射出時的出射角、這些光線的焦點位置,以及這些光線所成圖像的尺寸。因此,不同波長的光源會產(chǎn)生不同的光路,焦點不敏感區(qū)域的不同位置,以及焦點敏感區(qū)域處透光角和遮光角的不同圖案,除非光學系統(tǒng)被專門設計來校正和削弱這種效應。
[0082]在一些實施例中,流式細胞儀100使用多種波長的光源,讓樣品可被不同波長的光照射。因此在一些實施例中構思了不改變光學系統(tǒng)108的配置,將其與不同波長的光一起使用,光學系統(tǒng)108因而必須對預備采用波長范圍內(nèi)的所有光發(fā)揮相同(在規(guī)定的公差范圍內(nèi))的引導作用。
[0083]此時,可構思使用由不同類型的玻璃制成的多個透鏡系統(tǒng),以便最大程度減輕選定波長范圍內(nèi)的上述效應。這種類型的透鏡或透鏡系統(tǒng)據(jù)說能夠消除色差(即,無色差),我們稱其為消色差透鏡。一些實施例采用了多透鏡系統(tǒng),借此減輕光學系統(tǒng)中各點處的色差現(xiàn)象。
[0084]例如,將集光光學組件132設計成能夠消除色差,以使預備使用波長(顏色)范圍內(nèi)的全部光線LR都會聚于焦點。
[0085]相似地,一些實施例中的準直器134能夠消除色差,讓從其射出的所有波長的光線全都被標稱地準直一一否則,波長不同的光線便將以不同的出射角離開準直器,隨后投射在濾光罩120上的不同位置。
[0086]圖9是較詳細示出焦點不敏感區(qū)域138的示意圖。該示意圖示出了沿三個示例性光學路徑行進的光線,這些光學路徑包括第一光學路徑152、第二光學路徑154和第三光學路徑156。第一光學路徑152中的光線從處于光學系統(tǒng)108焦點處的流路FP(示于圖7)發(fā)出。第二光學路徑154中的光線從流路FP+發(fā)出,該流路FP+相比焦點離光學系統(tǒng)108更近。第三光學路徑156中的光線從流路FP發(fā)出,該流路FP相比焦點離光學系統(tǒng)108更遠。
[0087]沿第一光學路徑152行進的光線是準直的。第二光學路徑154中的光線是發(fā)散的。第三光學路徑156中的光線是會聚的。
[0088]盡管光學路徑152、154和156各不相同,但圖9不出了與給定發(fā)射角Θ相關聯(lián)的這些光學路徑各自是如何在焦點不敏感區(qū)域處相交的一一不管光線是從什么位置(流路FP、FP+或是FP )發(fā)出。雖然圖9只示出了垂直維度,但水平維度上的情形也是如此。
[0089]因為所有光路相交于共同位置,所以在濾光罩120定位于焦點不敏感區(qū)域138處時,濾光罩120將根據(jù)發(fā)射角Θ恰當?shù)剡^濾與發(fā)射角Θ相關聯(lián)的光線,即便液流流路偏離集光光學組件132的焦點也可以恰當過濾。舉例來說,可使用濾光罩120阻擋第一部分光線,同時允許第二部分光線從中穿過(例如,圖3所示的示例性濾光罩讓與介于20°與35°間以及介于-20°與-35°間的發(fā)射角Θ相關聯(lián)的那些光線從中穿過)。
[0090]圖10至圖12示出