一種螢光增強型光纖螢光探頭的製作方法
2023-11-10 22:42:52 2
專利名稱：一種螢光增強型光纖螢光探頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光纖螢光探頭，具體為一種螢光增強型光纖螢光探頭。
背景技術：
螢光光譜分析是直接測定物質的次級光發射，具有靈敏度高、選擇性好、操作簡便等優點，現已廣泛應用於環境、工業、農業、醫學等科學研究和生產領域。傳統的螢光光譜儀器如螢光分光光度計等均為大型臺式設備，測量時需要將液態樣品置於樣品池中才能進行分析測量，存在結構複雜、使用環境受限、不便攜帶及價格昂貴等不足，不能滿足現場檢測和實時監控的需求。近年來，由於光纖及陣列式探測器技術的發展和成熟，使得光譜檢測系統形成了光源、採樣單元及攝譜單元相分離的結構形式，整個系統結構更具模塊化，使用更加方便靈活。光纖可代替傳統的透鏡、反射鏡、稜鏡等複雜光學系統，作為光傳導通路，使光能損失減小，集光能力增強，提高信號的準確性、可靠性，進一步減小儀器體積和重量。光纖的引入還可改變採樣方式，使光譜儀器脫離樣品池，利用光纖測量探頭將激發光引至檢測位置，同時採集螢光並傳回儀器，實現螢光光譜的在線實時測量。但是激發光和螢光在光纖中的耦合效率一般較低，同時存在一定的損耗，因而螢光激發效率和接收效率不高，靈敏度相對較低。
實用新型內容針對現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在於提供一種螢光增強型光纖螢光探頭的技術方案。所述的一種螢光增強型光纖螢光探頭，包括入射光纖、接收光纖，入射光纖一端連接激發光源的輸出端，另一端依次連接第一光纖接頭、第一準直透鏡；接收光纖一端連接光電探測器的輸入端，另一端依次連接第二光纖接頭、第二準直透鏡，其特徵在於所述的第一準直透鏡下方設置平面反射鏡，第二準直透鏡下方設置樣品腔，所述的平面反射鏡與樣品腔配合設置；所述的樣品腔右側設置第一凹面反射鏡，樣品腔下方設置第二凹面反射鏡。所述的一種螢光增強型光纖螢光探頭，其特徵在於所述的光纖螢光探頭採用環氧樹脂封裝，在光纖螢光探頭外部設置不鏽鋼套管。所述的一種螢光增強型光纖螢光探頭，其特徵在於所述的第一準直透鏡、第二準直透鏡均採用自聚焦格林透鏡。所述的一種螢光增強型光纖螢光探頭，其特徵在於所述的入射光纖和接收光纖至少為單根大芯徑多模光纖或多根大芯徑多模光纖組成的一組光纖束。本實用新型的優點在於探頭採用光纖(束)傳光，結構緊湊，操作靈活，實現光電探測器(光譜儀)與採樣點的分離；內部光路利用準直透鏡、平面反射鏡實現激發光和螢光的最佳分離；內置第一凹面反射鏡將透過待測樣品的激發光再反射回待測樣品，從而達到二次激發的目的，提高激發效率；第二凹面反射鏡反射待測樣品產生的背向散射螢光使其進入光電探測器，從而增強螢光信號，提高靈敏度。[0010]本實用新型還具有靈敏度高，結構緊湊、操作簡便、攜帶便捷、價格低廉、易於加工等優點，可用於現場快速螢光檢測及在線實時監控，特別適用於環境監測、工業控制、化學分析、食品品質檢測、材料分析、臨床檢驗及科學教育等領域。
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖中1-入射光纖，2-第一光纖接頭，3-第一準直透鏡，4-平面反射鏡，5-樣品腔，6-第一凹面反射鏡，7-第二凹面反射鏡，8-第二準直透鏡，9-第二光纖接頭，10-接收光纖，11-套管，12-激發光源，13-光電探測器，14-入射光激發光路，15-螢光探測光路， 16-環氧樹脂。
具體實施方式
下面結合說明書附圖對本實用新型做進一步說明一種螢光增強型光纖螢光探頭，包括入射光纖1、接收光纖10，入射光纖1和接收光纖10至少為單根大芯徑多模光纖或多根大芯徑多模光纖組成的一組光纖束，作為光傳導通路，探頭採用大芯徑多模光纖或光纖束傳導入射激發光和發射螢光，實現採樣點與光電探測器(光譜儀)分離，可進行自動採樣和在線檢測；入射光纖1 一端連接激發光源12的輸出端，另一端依次連接第一光纖接頭2、第一準直透鏡3，接收光纖10 —端連接光電探測器13的輸入端，另一端依次連接第二光纖接頭9、第二準直透鏡8，第一準直透鏡3、第二準直透鏡8均採用自聚焦格林透鏡，可以將入射的發散光束聚焦成平行光束；在第一準直透鏡3下方設置平面反射鏡4，平面反射鏡4將入射光轉折90度，使入射光激發光路14與螢光探測光路15垂直，獲得激發光和螢光的最佳分離，提高信噪比，避免因激發光對光電探測器接收螢光信號產生幹擾；第二準直透鏡8下方設置樣品腔5，所述的平面反射鏡4與樣品腔5配合設置，確保經平面反射鏡4出來光線能照射在樣品上，在樣品腔5右側設置第一凹面反射鏡6，樣品腔5下方設置第二凹面反射鏡7，即第一凹面反射鏡6固定於入射光激發光路14的端面，第二凹面反射鏡7固定於螢光探測光路15的端面，實現待測樣品的二次激發和背向散射螢光的收集，提高螢光激發效率和接收效率，增強螢光信號和靈敏度；光纖螢光探頭採用環氧樹脂16封裝，在光纖螢光探頭外部設置不鏽鋼套管11，在支撐保護玻璃鏡片和光纖的同時，防止外界雜散光的影響。工作原理激發光源12的輸出光通過第一入射光纖1進入探頭，經第一準直透鏡 3準直後由平面反射鏡4轉折90度傳導至樣品腔5，激發樣品腔內的待測樣品產生螢光，同時第一凹面反射鏡6將透過樣品的激發光再次反射實現二次激發；射向接收光纖10的螢光經第二準直透鏡8準直後，耦合進入接收光纖10，背向接收光纖散射的螢光由第二凹面反射鏡7反射後經第二準直透鏡8準直後，耦合進入接收光纖10 ；接收光纖輸出端與光電探測器13相連，螢光信號經接收光纖10傳導至光電探測器13接收。本實用新型具有以下優點1.探頭採用直角光路結構，藉助第一準直透鏡、平面反射鏡將激發光準直後轉折 90度，使入射光激發光路與螢光探測光路垂直，避免因激發光對光電探測器接收螢光信號產生幹擾；[0018]2.分別固定在入射光激發光路端面、螢光探測光路端面的第一凹面反射鏡、第一凹面反射鏡，可實現待測樣品的二次激發和背向散射螢光的收集，提高螢光激發效率和接收效率，增強螢光信號和靈敏度；3.探頭採用大芯徑多模光纖或光纖束傳導入射激發光和發射螢光，實現採樣點與光電探測器(光譜儀)分離，可進行自動採樣和在線檢測；4.外部套管採用耐化學腐蝕的不鏽鋼管材，並以環氧樹脂封裝，在支撐保護玻璃鏡片和光纖的同時，防止外界雜散光的影響、本實用新型具有靈敏度高、結構緊湊、穩定性好、操作簡便、攜帶便捷、價格低廉、 易於加工等優點，可廣泛用於現場快速螢光檢測。
權利要求1.一種螢光增強型光纖螢光探頭，包括入射光纖、接收光纖，入射光纖一端連接激發光源的輸出端，另一端依次連接第一光纖接頭、第一準直透鏡；接收光纖一端連接光電探測器的輸入端，另一端依次連接第二光纖接頭、第二準直透鏡，其特徵在於所述的第一準直透鏡下方設置平面反射鏡，第二準直透鏡下方設置樣品腔，所述的平面反射鏡與樣品腔配合設置；所述的樣品腔右側設置第一凹面反射鏡，樣品腔下方設置第二凹面反射鏡。
2.根據權利要求1所述的一種螢光增強型光纖螢光探頭，其特徵在於所述的光纖螢光探頭採用環氧樹脂封裝，在光纖螢光探頭外部設置不鏽鋼套管。
3.根據權利要求1所述的一種螢光增強型光纖螢光探頭，其特徵在於所述的第一準直透鏡、第二準直透鏡均採用自聚焦格林透鏡。
4.根據權利要求1所述的一種螢光增強型光纖螢光探頭，其特徵在於所述的入射光纖和接收光纖至少為單根大芯徑多模光纖或多根大芯徑多模光纖組成的一組光纖束。
專利摘要本實用新型涉及一種光纖螢光探頭，具體為一種螢光增強型光纖螢光探頭。其特徵在於所述的第一準直透鏡下方設置平面反射鏡，第二準直透鏡下方設置樣品腔，所述的平面反射鏡與樣品腔配合設置；所述的樣品腔右側設置第一凹面反射鏡，樣品腔下方設置第二凹面反射鏡。本實用新型的優點在於探頭採用光纖(束)傳光，結構緊湊，操作靈活，實現光電探測器(光譜儀)與採樣點的分離；內部光路利用準直透鏡、平面反射鏡實現激發光和螢光的最佳分離；內置第一凹面反射鏡將透過待測樣品的激發光再反射回待測樣品，從而達到二次激發的目的，提高激發效率；第二凹面反射鏡反射待測樣品產生的背向散射螢光使其進入光電探測器，從而增強螢光信號，提高靈敏度。
文檔編號G01N21/64GK202230024SQ20112030883
公開日2012年5月23日 申請日期2011年8月24日 優先權日2011年8月24日
發明者李遠平, 王聰, 陳華才 申請人:中國計量學院