CN105388301A - 基质辅助激光解析离子源激光及成像集成系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基质辅助激光解析离子源激光及成像集成系统，包括底壁开设有透光孔的透镜腔体，在其下方同中心轴线固定有电子透镜，两侧底壁上开设有左、右透镜安装孔，左、右透镜安装孔和透光孔的中心轴线处于同一平面且与透光孔的中心轴线夹角ɑ相等；其交点位于电子透镜下方样靶的标靶中心点；在透镜腔体的右侧壁上设有CCD成像镜头，其主光轴线与右透镜安装孔的中心轴线相重合，进光口与右透镜安装孔的出光口之间设有光通道，在右透镜安装孔的出光口处设有反射光凸透镜；位于透镜腔体的左侧壁上设有光纤头位置调节装置，其主光轴线与左透镜安装孔的中心轴线相重合，左透镜安装孔的进、出光口处分别设置有进光凸透镜和出光凸透镜。

Description

基质辅助激光解析离子源激光及成像集成系统

技术领域

本发明涉及基质辅助激光解析离子源激光及成像领域，尤其是涉及基质辅助激光解析离子源激光及成像集成系统。

背景技术

基质辅助激光解析离子源是一种能够实现将固态被分析样品解析的过程的设备装置。被分析样品在常压下形成固态，将其制作成靶样，通过进靶机构将其载入到真空系统中。被分析质子固化在靶台上，激光系统与CCD成像系统固定在透镜腔体系统上，其二者中轴线相对于靶台焦点位置中心轴线成一定角度的对称分布。通过激光系统发射一定波长的光，通过光纤传导在样靶上，质子在短时间内获得能量，被分解成各种片段离子；由于各离子的质荷比不一样，其在飞行管中的运动速度也是不一样的，因此飞行管终端的检测设备检测到的质子飞行图谱也是不一样的。目前，现有技术还没有集成激光系统和CCD成像系统，而单个成像系统的安装固定结构比较复杂，使用时需要不断地调试且终端成像效果不清晰。

发明内容

本发明目的在于提供一种基质辅助激光解析离子源激光及成像集成系统。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的基质辅助激光解析离子源激光及成像集成系统，包括上开口结构的透镜腔体，所述透镜腔体的底壁中部开设有倒锥形透光孔，位于所述倒锥形透光孔的下方同中心轴线固定有电子透镜；位于倒锥形透光孔两侧的所述底壁上分别开设有向左、右上方倾斜的左透镜安装孔和右透镜安装孔，所述左透镜安装孔、右透镜安装孔和倒锥形透光孔的中心轴线处于同一平面，左透镜安装孔和右透镜安装孔的中心轴线与倒锥形透光孔的中心轴线夹角ɑ相等；左透镜安装孔、右透镜安装孔和倒锥形透光孔的中心轴线相交于位于电子透镜下方样靶的标靶中心点；位于透镜腔体的右侧壁上倾斜向下设置有CCD成像镜头，所述CCD成像镜头的主光轴线与右透镜安装孔的中心轴线相重合，CCD成像镜头的进光口与右透镜安装孔的出光口之间设置有光通道，在右透镜安装孔的出光口处设置有反射光凸透镜；位于透镜腔体的左侧壁上倾斜向下设置有用于与激光发射器连接的光纤头位置调节装置，所述光纤头位置调节装置的主光轴线与左透镜安装孔的中心轴线相重合，左透镜安装孔的进、出光口处分别设置有进光凸透镜和出光凸透镜。

所述光纤头位置调节装置包括底座和设置在所述底座上方的安装室，所述安装室和底座上分别垂直开设有穿孔，安装室和底座通过贯穿所述穿孔的支撑立柱相连接，位于安装室和底座之间的所述支撑立柱上套装有支柱弹簧；安装室和底座的侧壁上对应于支撑立柱位置处分别设置有锁紧螺钉；支撑立柱的上、下两端均为丝杆结构，支撑立柱的上端丝杆上螺接有高度调节螺母，支撑立柱的下端丝杆用于与外部设备螺接；安装室内设置有开设有光通道的光纤头，所述光纤头的上端口延伸出安装室的上开口之外，光纤头的下端口延伸至安装室的下开口之内，在安装室下开口处垂直向下衔接有遮光筒，所述遮光筒的下筒口延伸至开设在底座上的通孔内；在安装室的左、右侧壁和前、后侧壁上分别设置有一组结构相同的水平调节组件；

所述水平调节组件由水平开设在一侧壁上的螺孔、水平开设在相对另一侧壁上的弹簧安装孔，以及与所述螺孔螺接的水平调节螺杆，和置于所述弹簧安装孔内的回位弹簧组成；

在光纤头的侧壁上，对应于每组的水平调节组件的水平调节螺杆和回位弹簧位置处，分别开设有水平调节螺杆顶入槽和回位弹簧顶入槽。

开设在所述底座上的通孔为阶梯孔，所述阶梯孔的下孔直径大于上孔直径，所述遮光筒的下筒口延伸至阶梯孔的下孔内。

所述安装室的顶壁为活动盖结构，所述活动盖通过压紧螺钉与安装室侧壁相螺接，所述安装室的上开口开设在所述活动盖上；所述光纤头为三阶梯轴结构，中间阶梯轴的直径大于上、下阶梯轴的直径；位于中间阶梯轴的上端面与活动盖之间设置有上压片，位于中间阶梯轴的下端面与安装室的底壁之间自上而下依次设置有下压片和弹片，所述弹片的表面为凹凸面。

在所述CCD成像镜头的进光口与右透镜安装孔出光口之间的光通道内设置有遮光O形圈；在所述透镜腔体的顶部设置有LED光源。

本发明优点在于最大限度地利用激光发射系统反射的光，形成高清晰的图像呈现在操作界面上，为利用质谱来测定蛋白质、多肽等分析大分子化合物时保证了良好的分辨率和准确度，方便使用者时时对样靶状态进行清晰观察。

附图说明

图1是本发明的外观结构示意图。

图2是图1的A-A向剖视结构示意图。

图3是图2的I部放大结构示意图。

图4是本发明所述光纤头位置调节装置的结构示意图。

图5是图4中安装室的结构示意图。

图6是图4中光纤头的结构示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明所述的基质辅助激光解析离子源激光及成像集成系统，包括上开口结构的透镜腔体1，透镜腔体1的顶部设置有LED光源2，透镜腔体1的底壁中部开设有倒锥形透光孔3，位于倒锥形透光孔3的下方同中心轴线4固定有电子透镜5；位于倒锥形透光孔3两侧的底壁上分别开设有向左、右上方倾斜的左透镜安装孔6和右透镜安装孔7，左透镜安装孔6的中心轴线8、右透镜安装孔7的中心轴线9和倒锥形透光孔3的中心轴线4处于同一平面；左透镜安装孔6的中心轴线8、右透镜安装孔7的中心轴线9分别与倒锥形透光孔的中心轴线4的夹角ɑ相等，夹角ɑ在30°-45°之间选择；左透镜安装孔6的中心轴线8、右透镜安装孔的中心轴线9和倒锥形透光孔的中心轴线4相交于位于电子透镜5下方样靶10的标靶中心点；位于透镜腔体1的右侧壁上倾斜向下设置有CCD成像镜头11，CCD成像镜头11的主光轴线与右透镜安装孔7的中心轴线9相重合，CCD成像镜头11的进光口与右透镜安装孔7的出光口之间设置有光通道12，光通道12内设置有遮光O形圈13；在右透镜安装孔7的出光口处设置有反射光凸透镜14；位于透镜腔体1的左侧壁上倾斜向下设置有用于与外部激光发射器连接的光纤头位置调节装置15，光纤头位置调节装置15的主光轴线与左透镜安装孔6的中心轴线8相重合，左透镜安装孔6的进、出光口处分别设置有进光凸透镜16和出光凸透镜17。

如图4-6所示，光纤头位置调节装置包括底座18和设置在底座18上方的安装室19，安装室19和底座18上分别垂直开设有穿孔，安装室19和底座18通过贯穿所述穿孔的支撑立柱20相连接，位于安装室19和底座18之间的支撑立柱20上套装有支柱弹簧21；安装室19和底座18的侧壁上对应于支撑立柱20位置处分别设置有锁紧螺钉；支撑立柱20的上、下两端均为丝杆结构，支撑立柱20的上端丝杆上螺接有高度调节螺母22；安装室19内设置有开设有光通道23的光纤头24，光纤头24的上端口延伸出安装室19的上开口25之外，光纤头24的下端口延伸至安装室19的下开口之内，在安装室19下开口处垂直向下衔接有遮光筒26，遮光筒26的下筒口延伸至开设在底座18上的通孔内；在安装室19的左、右侧壁和前、后侧壁上分别设置有一组结构相同的水平调节组件；

水平调节组件由水平开设在一侧壁上的螺孔27、水平开设在相对另一侧壁上的弹簧安装孔28，以及与所述螺孔27螺接的水平调节螺杆29，和置于所述弹簧安装孔28内的回位弹簧30组成；

在光纤头24的侧壁上，对应于每组的水平调节组件的水平调节螺杆29和回位弹簧30位置处，分别开设有水平调节螺杆顶入槽31和回位弹簧顶入槽32。

开设在底座18上的通孔为阶梯孔，阶梯孔的下孔33直径大于上孔直径，遮光筒26的下筒口延伸至阶梯孔的下孔33内。

安装室19的顶壁为活动盖34结构，活动盖34通过压紧螺钉与安装室19侧壁相螺接，安装室19的上开口25开设在活动盖34上；光纤头24为三阶梯轴结构，中间阶梯轴35的直径大于上、下阶梯轴的直径；位于中间阶梯轴35的上端面与活动盖34之间设置有上压片36，位于中间阶梯轴35的下端面与安装室19的底壁之间自上而下依次设置有下压片37和弹片38，弹片38的表面为凹凸面。

本发明工作原理简述如下：

被分析质子固化在样靶10的靶台上，CCD成像镜头11通过LED光源2提供的光源对真空系统中的样靶10进行观察和定位。由于LED光源2提供的光源具有散射性，标靶位置的成像相对较暗。在光通道12内部设置有两个遮光O型圈13，其作用是遮挡掉一部分从样靶10反射回来的余光，使样靶10成像更清晰、更突出。遮光O型圈13的下部放置有反射光凸透镜14，其目的是将样靶10反射回来的光汇聚于一个焦点位置，以便于观察。

当外部激光发射器工作时，照射的高能量光通过光纤头位置调节装置15的光纤头24、凸透镜39、进光凸透镜16和出光凸透镜17将光源汇聚于一点，其焦点位置为电子透镜5下方样靶10的标靶中心点位置。在激光发射的时间内，固态质子瞬间获得较高能量，质子被分解，在电子透镜5的作用下沿位于电子透镜5上方的倒锥形透光孔3向上飞起。

外部激光发射器发出激光波，通过光纤头24照射在样靶10上，由于光的反射作用，大部分强光沿右透镜安装孔7的中心轴线9方向经过光通道12反射到CCD成像镜头11中，通过终端显示设备观察到一个很亮的光斑，由于左透镜安装孔6的中心轴线8、右透镜安装孔7的中心轴线9分别与倒锥形透光孔的中心轴线4的夹角ɑ相等，因此反射到CCD成像镜头11中的光损失较少，观察到的样靶10形状和位置非常清晰。

光纤头位置调节装置15的作用是对光纤头24进行三维方向的调节，使光源定位在靶心位置。

一、光纤头24水平位置调节：

如图4-6所示，当调节光纤头24的水平位置时，通过旋转安装室19右侧壁上的水平调节螺杆29和/或后侧壁上的水平调节螺杆完成对光纤头24水平位置的调节；当旋入水平调节螺杆29时，水平调节螺杆29推动光纤头24向回位弹簧30一侧移动，同时回位弹簧30被压缩；当旋出水平调节螺杆29时，由于回位弹簧30的回复力作用，光纤头24被回位弹簧30顶着向水平调节螺杆29旋出方向移动。当光纤头24水平方向调节完成后，旋紧压紧螺钉使活动盖34固定；由于在光纤头24的中间阶梯轴35上端面与活动盖34之间设置有聚四氟乙烯材料制成的上压片36，中间阶梯轴35的下端面与安装室19的底壁之间自上而下依次设置有聚四氟乙烯材料制成的下压片37和表面为凹凸面的弹片38，因此在活动盖34固定后，光纤头24、活动盖34、安装室19、上压片36、下压片37、弹片38和遮光筒26即为一个整体，光纤头24在水平方向锁死不能再进行定位。如果再次需要水平方向调节时，将压紧螺钉旋松后即可对光纤头24按照上述过程进行水平位置调节。

二、光纤头24高度方向的位置调节：

如图1、4-6所示，首先将四个支撑立柱20的下端丝杆与透镜腔体1。然后旋紧底座18侧壁上对应于四个支撑立柱20位置处的四个锁紧螺钉40，使其顶在对应的支撑立柱20上将底座18固定。通过旋转四个螺接在支撑立柱20上端丝杆上的高度调节螺母22完成高度方向的位置调节。当高度调节螺母22向下旋入时，安装室19整体向下移动，同时压缩支柱弹簧21，当高度调节螺母22反向旋出时，由于四个支柱弹簧21在回复力的作用下推动安装室19整体向上移动。当达到工作要求位置后，停止旋转高度调节螺母22，并及时旋紧安装室19侧壁上对应于四个支撑立柱20位置处的四个锁紧螺钉41将安装室19整体在高度方向固定，实现对光纤头24高度调节后位置锁定。如果再次需要调节高度时，旋松对应的四个锁紧螺钉41即可。

三、为了保证时时遮光的要求，遮光筒26的下筒口边沿要位于底座18的两阶梯孔的下孔33内。

Claims (5)

1.一种基质辅助激光解析离子源激光及成像集成系统，其特征在于：包括上开口结构的透镜腔体，所述透镜腔体的底壁中部开设有倒锥形透光孔，位于所述倒锥形透光孔的下方同中心轴线固定有电子透镜；位于倒锥形透光孔两侧的所述底壁上分别开设有向左、右上方倾斜的左透镜安装孔和右透镜安装孔，所述左透镜安装孔、右透镜安装孔和倒锥形透光孔的中心轴线处于同一平面，左透镜安装孔和右透镜安装孔的中心轴线与倒锥形透光孔的中心轴线夹角ɑ相等；左透镜安装孔、右透镜安装孔和倒锥形透光孔的中心轴线相交于位于电子透镜下方样靶的标靶中心点；位于透镜腔体的右侧壁上倾斜向下设置有CCD成像镜头，所述CCD成像镜头的主光轴线与右透镜安装孔的中心轴线相重合，CCD成像镜头的进光口与右透镜安装孔的出光口之间设置有光通道，在右透镜安装孔的出光口处设置有反射光凸透镜；位于透镜腔体的左侧壁上倾斜向下设置有用于与激光发射器连接的光纤头位置调节装置，所述光纤头位置调节装置的主光轴线与左透镜安装孔的中心轴线相重合，左透镜安装孔的进、出光口处分别设置有进光凸透镜和出光凸透镜。

2.根据权利要求1所述的基质辅助激光解析离子源激光及成像集成系统，其特征在于：所述光纤头位置调节装置包括底座和设置在所述底座上方的安装室，所述安装室和底座上分别垂直开设有穿孔，安装室和底座通过贯穿所述穿孔的支撑立柱相连接，位于安装室和底座之间的所述支撑立柱上套装有支柱弹簧；安装室和底座的侧壁上对应于支撑立柱位置处分别设置有锁紧螺钉；支撑立柱的上、下两端均为丝杆结构，支撑立柱的上端丝杆上螺接有高度调节螺母，支撑立柱的下端丝杆用于与外部设备螺接；安装室内设置有开设有光通道的光纤头，所述光纤头的上端口延伸出安装室的上开口之外，光纤头的下端口延伸至安装室的下开口之内，在安装室下开口处垂直向下衔接有遮光筒，所述遮光筒的下筒口延伸至开设在底座上的通孔内；在安装室的左、右侧壁和前、后侧壁上分别设置有一组结构相同的水平调节组件；

所述水平调节组件由水平开设在一侧壁上的螺孔、水平开设在相对另一侧壁上的弹簧安装孔，以及与所述螺孔螺接的水平调节螺杆，和置于所述弹簧安装孔内的回位弹簧组成；

在光纤头的侧壁上，对应于每组的水平调节组件的水平调节螺杆和回位弹簧位置处，分别开设有水平调节螺杆顶入槽和回位弹簧顶入槽。

3.根据权利要求2所述的基质辅助激光解析离子源激光及成像集成系统，其特征在于：开设在所述底座上的通孔为阶梯孔，所述阶梯孔的下孔直径大于上孔直径，所述遮光筒的下筒口延伸至阶梯孔的下孔内。

4.根据权利要求2所述的基质辅助激光解析离子源激光及成像集成系统，其特征在于：所述安装室的顶壁为活动盖结构，所述活动盖通过压紧螺钉与安装室侧壁相螺接，所述安装室的上开口开设在所述活动盖上；所述光纤头为三阶梯轴结构，中间阶梯轴的直径大于上、下阶梯轴的直径；位于中间阶梯轴的上端面与活动盖之间设置有上压片，位于中间阶梯轴的下端面与安装室的底壁之间自上而下依次设置有下压片和弹片，所述弹片的表面为凹凸面。

5.根据权利要求1所述的基质辅助激光解析离子源激光及成像集成系统，其特征在于：在所述CCD成像镜头的进光口与右透镜安装孔出光口之间的光通道内设置有遮光O形圈；在所述透镜腔体的顶部设置有LED光源。