一種多波長近紅外螢光量子點檢測裝置的製作方法
2024-02-17 15:43:15
專利名稱：一種多波長近紅外螢光量子點檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於防偽信息識別領域，特別涉及一種多波長近紅外螢光量子點檢測裝置。
背景技術：
半導體螢光量子點一直以來就是人們研究的熱點，其在受到光刺激時會產生強的螢光反射，且螢光發射波長由顆粒尺寸調控，包含可見光和近紅外波段。量子點化學性質穩定，可經受反覆激發，製備環境參數要求嚴格，仿製難度極高。目前螢光量子點已被應用於列印技術，將量子點與墨水等螢光標記物混合後列印，通過光源激發，監測量子點的反射光譜，與預設信息比較，即可辨別真偽。為增加防偽的可靠性，也已出現使用雙波長或多波、長螢光量子點進行列印的技術，通過編碼、檢測、解碼，對比之後即可進行防偽。目前已出現多種螢光量子點檢測裝置，如採用模塊化的思想，實現了對微弱螢光信號的檢測，但不能檢測多波長螢光量子點；或採用光纖光譜儀作為螢光檢測器件，可以螢光波長和強度信息，但由於上位PC機的存在，使得該裝置不能很好地實現便攜化。基於現有螢光量子點檢測裝置的種種不足，本發明人試圖研發一種性能更佳的量子點檢測裝置，本案由此產生。
發明內容
本發明的目的，在於提供一種多波長近紅外螢光量子點檢測裝置，其可掃描含有多波長螢光量子點的一維條形碼，獲取條形碼中包含的編碼螢光信息，並可對其進行分析比較，判斷商品真偽。為了達成上述目的，本發明的解決方案是
一種多波長近紅外螢光量子點檢測裝置，包括螢光掃描模塊、平移電機和信號分析處理模塊；
螢光掃描模塊包括雷射二極體、濾光片、步進電機、色散裝置和光電倍增管，其中，雷射二極體設於螢光量子點條形碼的前方，且其發射光方向與螢光量子點條形碼的表面垂直，所述雷射二極體所發出的激發光波長小於條形碼中螢光量子點特徵峰波長中的最小值；所述濾光片、色散裝置、光電倍增管均設於螢光量子點條形碼的前方，並沿反射螢光方向依次順序設置，濾光片的中軸線與雷射二極體的發射光方向平行，而色散裝置的平面與濾光片的中軸線垂直，且所述色散裝置的使用波段包含所選螢光量子點的所有特徵峰波長，該色散裝置還與步進電機機械連接，在步進電機的帶動下以特定速率在指定幅度內擺動，使通過色散裝置的單色光都能夠被光電倍增管檢測到；所述光電倍增管與色散裝置的相對位置固定不變；
平移電機與前述螢光掃描模塊機械相連，並帶動螢光掃描模塊整體移動；
信號分析處理模塊包括A/D轉換模塊、單片機模塊、按鍵模塊和顯示模塊，其中，A/D轉換模塊的輸入端連接光電倍增管的輸出端，而A/D轉換模塊的輸出端連接單片機模塊的輸入端，將光電倍增管的輸出電信號進行A/D轉換後送入單片機模塊；所述單片機模塊對接收到的來自A/D轉換模塊的數位訊號進行分析比較判斷商品真偽，結果送入顯示模塊進行顯示；所述單片機模塊還與按鍵模塊連接，在按鍵模塊的輸入信號下控制雷射二極體的激發、步進電機及平移電機的轉動。上述濾光片採用長通濾光片或陷波濾光片。上述色散裝置採用光柵或稜鏡。採用上述方案後，本發明通過單色激發光源垂直照射含有螢光量子點的一維條形碼，反射光經濾光片後濾除激發光，剩餘螢光經色散裝置分散為不同波長的單色光，步進電機帶動色散裝置旋轉，使所有單色光被光電倍增管接收，輸出電信號經A/D轉換，通過單片機分析並顯示鑑別結果。本發明具有以下有益效果
(1)可以用於檢測多波長螢光量子點條形碼，判斷商品真偽；
(2)裝置便攜一體化，不需要PC機處理數據，有益於產品化；
(3)可以與螢光量子點編碼防偽技術相結合，形成一套完整的防偽系統，產生巨大的社會效益與經濟效益。
圖I是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式以下將結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細說明。如圖I所示，本發明提供一種多波長近紅外螢光量子點檢測裝置，包括螢光掃描模塊、平移電機和信號分析處理模塊，下面分別介紹。螢光掃描模塊包括雷射二極體(LED) 2、濾光片3、步進電機4、色散裝置5和光電倍增管(PMT)6，其中，雷射二極體2設於螢光量子點條形碼I的前方，且其發射光方向與螢光量子點條形碼I的表面垂直，所述雷射二極體2所發出的激發光波長小於螢光量子點條形碼I中螢光量子點特徵峰波長中的最小值；濾光片3也設於螢光量子點條形碼I的前方，且其中軸線與雷射二極體2的發射光方向平行，該濾光片3用於濾除激發光，以儘可能地減小激發光對螢光檢測的幹擾，可採用長通濾光片或陷波濾光片；所述濾光片3、色散裝置5、光電倍增管6沿反射螢光方向依次順序設置，而色散裝置5的平面與濾光片3的中軸線垂直，所述色散裝置5的使用波段包含所選螢光量子點的所有特徵峰波長，且效率曲線分布合理，從而使螢光電子點特徵峰透過率較高，可採用光柵或稜鏡；所述色散裝置5還與步進電機4機械連接，可在步進電機4的帶動下，以某一速率在指定幅度內擺動，使通過色散裝置5的單色光都可以被光電倍增管6檢測到；所述光電倍增管6按反射螢光傳播方向位於色散裝置5的後方，且其與色散裝置5的相對位置固定不變，用於將所有波長的單色光轉化為電信號。平移電機7與前述螢光掃描模塊機械相連，可帶動螢光掃描模塊整體移動，從而實現一次性對多個螢光量子點條形碼的掃描。信號分析處理模塊包括A/D轉換模塊8、單片機模塊(MCU) 9、按鍵模塊10和顯示模塊11，其中，A/D轉換模塊8的輸入端連接光電倍增管6的輸出端，而A/D轉換模塊8的輸出端連接單片機模塊9的輸入端，用於將光電倍增管6的輸出電信號進行A/D轉換後送入單片機模塊9 ;所述單片機模塊9 一方面對接收到的來自A/D轉換模塊8的數位訊號進行檢波算法分析，得到螢光峰配比，經對應的編碼規則翻譯得到原始信息，再進行分析比較判斷商品真偽，結果送入顯示模塊11進行顯示；所述單片機模塊9還與按鍵模塊10連接，在按鍵模塊10的輸入信號下控制雷射二極體2的激發、步進電機4及平移電機7的轉動。工作時，外界經由按鍵模塊10輸入指令，控制單片機模塊9發出掃描指令，觸發激
光二極體2發射波長為毛的激發光垂直照射含有多波長突光量子點條形碼I，反射光含有激發光波長為及螢光波長毛七…，經濾光片3後得到含有螢光波長Mt-的複色光，再經
色散裝置5後分散得到Mt--的單色光，色散裝置5由步進電機4帶動在一定角度內旋轉，
使所有波長的單色光都被光電倍增管6接收並轉化為電信號。平移電機7按指定速率帶動突光掃描模塊按條形碼排列方向移動，檢測所有條形碼信息，電信號經A/D轉換模塊8處理 後得到數字量給單片機模塊9，經檢波算法分析後得到螢光峰配比，經對應的編碼規則翻譯得到原始信息，經分析比較判斷商品真偽，結果由顯示模塊11顯示。以上實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護範圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護範圍之內。
權利要求
1.ー種多波長近紅外螢光量子點檢測裝置，其特徵在於包括螢光掃描模塊、平移電機和信號分析處理模塊； 螢光掃描模塊包括雷射二極體、濾光片、步進電機、色散裝置和光電倍增管，其中，雷射ニ極管設於螢光量子點條形碼的前方，且其發射光方向與螢光量子點條形碼的表面垂直，所述雷射二極體所發出的激發光波長小於條形碼中螢光量子點特徵峰波長中的最小值；所述濾光片、色散裝置、光電倍增管均設於螢光量子點條形碼的前方，並沿反射螢光方向依次順序設置，濾光片的中軸線與雷射二極體的發射光方向平行，而色散裝置的平面與濾光片的中軸線垂直，且所述色散裝置的使用波段包含所選螢光量子點的所有特徵峰波長，該色散裝置還與步進電機機械連接，在步進電機的帶動下以特定速率在指定幅度內擺動，使通過色散裝置的単色光都能夠被光電倍增管檢測到；所述光電倍増管與色散裝置的相對位置固定不變； 平移電機與前述螢光掃描模塊機械相連，並帶動螢光掃描模塊整體移動； 信號分析處理模塊包括A/D轉換模塊、單片機模塊、按鍵模塊和顯示模塊，其中，A/D轉換模塊的輸入端連接光電倍增管的輸出端，而A/D轉換模塊的輸出端連接單片機模塊的輸入端，將光電倍増管的輸出電信號進行A/D轉換後送入單片機模塊；所述單片機模塊對接收到的來自A/D轉換模塊的數位訊號進行分析比較判斷商品真偽，結果送入顯示模塊進行顯示；所述單片機模塊還與按鍵模塊連接，在按鍵模塊的輸入信號下控制雷射二極體的激發、步進電機及平移電機的轉動。
2.如權利要求I所述的ー種多波長近紅外螢光量子點檢測裝置，其特徵在於所述濾光片米用長通濾光片或陷波濾光片。
3.如權利要求I所述的ー種多波長近紅外螢光量子點檢測裝置，其特徵在於所述色散裝置採用光柵或稜鏡。
全文摘要
本發明公開一種多波長近紅外螢光量子點檢測裝置，包括螢光掃描模塊、平移電機和信號分析處理模塊；螢光掃描模塊包括雷射二極體、濾光片、步進電機、色散裝置和光電倍增管，雷射二極體設於螢光量子點條形碼的前方，其發射光方向與條形碼錶面垂直；濾光片、色散裝置、光電倍增管沿反射螢光方向依次順序設置；平移電機帶動螢光掃描模塊整體移動；信號分析處理模塊包括A/D轉換模塊、單片機模塊、按鍵模塊和顯示模塊，A/D轉換模塊將光電倍增管的電信號進行A/D轉換後送入單片機模塊，進行判斷後結果送入顯示模塊。此種檢測裝置可掃描含有多波長螢光量子點的一維條形碼，獲取條形碼中包含的編碼螢光信息，並可對其進行分析比較，判斷商品真偽。
文檔編號G01N21/64GK102661940SQ20121015712
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月21日 優先權日2012年5月21日
發明者劉玉冰, 崔奉良, 張宗嘉, 錢志餘, 韓盟盟, 高凡 申請人:南京航空航天大學