CN106054366A

CN106054366A - 一种多波段荧光显微镜的照明系统

Info

Publication number: CN106054366A
Application number: CN201610585503.9A
Authority: CN
Inventors: 毛磊; 张克奇; 杨勇; 邱慧; 胡利根
Original assignee: YONGXIN OPTICS CO Ltd NINGBO
Current assignee: YONGXIN OPTICS CO Ltd NINGBO
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2016-10-26

Abstract

本发明公开了一种多波段荧光显微镜的照明系统，包括分色镜和主LED光源，主LED光源设置在分色镜的后方，且分色镜设置在主LED光源的光路上，分色镜与水平面的夹角为45°，特点是分色镜的上方沿主LED光源的光路方向上并列设置有至少2个不同波长的辅助LED光源，分色镜上设置有用于驱动分色镜沿所述的主LED光源的光路方向做直线运动的直线移动机构。优点是上述结构的多波段荧光显微镜的照明系统结构简单，效率高，易于操作，且成本低廉。

Description

一种多波段荧光显微镜的照明系统

技术领域

本发明涉及一种荧光显微镜的照明系统，尤其是涉及一种多波段荧光显微镜的照明系统。

背景技术

传统的荧光显微镜，大部分都采用汞灯作为其照明系统的光源，但是汞灯的能耗较大，目前已慢慢被能耗低且体积小的LED灯所取代，尤其是在单波段的荧光显微镜中，LED灯作为照明系统的光源已得到广泛应用，但是在多波段的荧光显微镜中，由于需要2个及以上的波长段，而LED灯波长单一，使其在多波段的荧光显微镜的应用上遇到了不少困难。目前采用LED灯作为照明系统光源的多波段荧光显微镜，为了获取多波段的激发光，往往采用人工或机械的方法对LED灯进行替换，采用人工替换，效率低，且操作繁杂，采用机械替换，则需要在显微镜内部安装相应的机械装置，结构复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、效率高且易于操作的多波段荧光显微镜的照明系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种多波段荧光显微镜的照明系统，包括分色镜和主LED光源，所述的主LED光源设置在所述的分色镜的后方，且所述的分色镜设置在所述的主LED光源的光路上，所述的分色镜与水平面的夹角为45°，所述的分色镜的上方沿所述的主LED光源的光路方向上并列设置有至少2个不同波长的辅助LED光源，所述的分色镜上设置有用于驱动所述的分色镜沿所述的主LED光源的光路方向做直线运动的直线移动机构。

所述的分色镜的上表面和下表面均设置有分光膜。在分色镜的上表面和下表面均设置分光膜，通过分光膜增加分色镜上表面的反射率，使得辅助LED光源发射的照明光束能够尽可能多的发生反射，增加反射率，降低透射率，通过分光膜增加分色镜下表面的透射率，使得主LED光源发射的照明光束能够尽可能多的从分色镜中透射出去，增加透射率，降低反射率，从而使得主LED光源和辅助LED光源的光能得到尽可能大的利用，避免能源的浪费。

所述的辅助LED光源为4个，4个所述的辅助LED光源分别为第一辅助LED光源、第二辅助LED光源、第三辅助LED光源和第四辅助LED光源，所述的主LED光源的波长范围为625nm—647nm，所述的第一辅助LED光源的波长范围为515nm—545nm，所述的第二辅助LED光源的波长范围为465nm—488nm，所述的第三辅助LED光源的波长范围为400nm—410nm，所述的第四辅助LED光源的波长范围为360nm—384nm。上述5个LED光源选择5个不同的波长段，使得该照明系统能够覆盖到一个较大的波长段范围，得到多个波段的激发光。

所述的分光膜由至少30组单元膜层层堆叠而成，所述的单元膜包括上下堆叠设置的上层膜和下层膜，所述的上层膜的膜层厚度范围为24.9 nm—216.3 nm，所述的下层膜的膜层厚度范围为45.5 nm—145.8 nm，所述的上层膜的材料为Nb₂O₅、TiO₂或者Ta₂O₅，所述的下膜层的材料为SiO₂。上述膜层结构和膜厚的设计，使得照射在分色镜上表面上的辅助LED光源的反射率可达99.5%，照射在分色镜下表面上的主LED光源的透射率可达99%，从而使得主LED光源和辅助LED光源的光能得到尽可能大的利用，避免能源的浪费。

与现有技术相比，本发明的优点在于：在分色镜的上方沿主LED光源的光路方向并列设置至少2个不同波长的辅助LED光源，且分色镜上设置有用于驱动该分色镜沿主LED光源的光路方向做直线运动的直线移动机构，分色镜在直线移动机构的带动下移动到其中一个辅助LED光源的正下方，使主LED光源的中心光束与辅助LED光源的中心光束在分色镜的上表面垂直相交，主LED光源的光束通过该45°分色镜透射出去，辅助LED光源的光束通过该45°分色镜反射出去，两者发射的光束在主LED光源的光路上汇合，形成一个具有较大波长范围的照射光，无需采用人工或机械方式对LED光源进行替换，只需要移动分色镜的位置，并且开启对应位置的光源便能够实现多波段的LED照明，结构简单，效率高，易于操作，且成本低廉。

附图说明

图1为本发明实施例一的光学系统图；

图2为图1中A处的放大结构示意图；

图3为本发明中分色镜的光谱图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：如图1所示，一种多波段荧光显微镜的照明系统，包括分色镜1和主LED光源2，主LED光源2设置在分色镜1的后方，且分色镜1设置在主LED光源2的光路上，分色镜1与水平面的夹角α为45°，分色镜1的上方沿主LED光源2的光路方向上并列设置有至少2个不同波长的辅助LED光源，分色镜1上设置有用于驱动分色镜1沿主LED光源2的光路方向做直线运动的直线移动机构（图中未显示）。

在此具体实施例中，直线移动机构采用现有技术中常规的直线移动机构。

在此具体实施例中，分色镜1的上表面和下表面均设置有分光膜3。在分色镜1的上表面和下表面均设置分光膜3，通过分光膜3增加分色镜1上表面的反射率，使得辅助LED光源发射的照明光束能够尽可能多的发生反射，增加反射率，降低透射率，通过分光膜3增加分色镜1下表面的透射率，使得主LED光源2发射的照明光束能够尽可能多的从分色镜1中透射出去，增加透射率，降低反射率，从而使得主LED光源2和辅助LED光源的光能得到尽可能大的利用，避免能源的浪费。

在此具体实施例中，辅助LED光源为4个，4个辅助LED光源分别为第一辅助LED光源4、第二辅助LED光源5、第三辅助LED光源6和第四辅助LED光源7，主LED光源2的波长范围为625 nm—647nm，第一辅助LED光源4的波长范围为515nm—545nm，第二辅助LED光源5的波长范围为465nm—488nm，第三辅助LED光源6的波长范围为400nm—410nm，第四辅助LED光源7的波长范围为360nm—384nm。上述5个LED光源选择5个不同的波长段，使得该照明系统能够覆盖到一个较大的波长段范围，得到多个波段的激发光。

实施例二：一种多波段荧光显微镜的照明系统，包括分色镜1和主LED光源2，主LED光源2设置在分色镜1的后方，且分色镜1设置在主LED光源2的光路上，分色镜1与水平面的夹角α为45°，分色镜1的上方沿主LED光源2的光路方向上并列设置有至少2个不同波长的辅助LED光源，分色镜1上设置有用于驱动分色镜1沿主LED光源2的光路方向做直线运动的直线移动机构（图中未显示）。

在此具体实施例中，分光膜3由60组单元膜31层层堆叠而成，单元膜31包括上下堆叠设置的上层膜311和下层膜312，上层膜311的膜层厚度为24.9 nm，下层膜312的膜层厚度为45.5 nm，上层膜311的材料为Nb₂O₅、TiO₂或Ta₂O₅，下膜层312的材料为SiO₂。上述膜层结构和膜厚的设计，使得照射在分色镜1上表面上的辅助LED光源的反射率可达99.5%，照射在分色镜1下表面上的主LED光源2的透射率可达99%，从而使得主LED光源1和辅助LED光源的光能得到尽可能大的利用，避免能源的浪费，如图2所示。

实施例三：其他部分与实施例一或实施例二相同，其不同之处在于上层膜311的膜层厚度为216.3 nm，下层膜312的膜层厚度为145.8 nm，上层膜311的材料为Nb₂O₅、TiO₂或Ta₂O₅，下膜层312的材料为SiO₂。上述膜层结构和膜厚的设计，使得照射在分色镜1上表面上的辅助LED光源的反射率可达99.5%，照射在分色镜1下表面上的主LED光源2的透射率可达99%，从而使得主LED光源1和辅助LED光源的光能得到尽可能大的利用，避免能源的浪费。

分析图3的光谱图可见，主LED光源发射的光束投射到分色镜上，其透射率大约为99.6%，保证了主LED光源发射的光束最大限度地得到透射；第一辅助LED光源的的光束投射到分色镜上，其反射率大约为99.99%，接近100%，保证了第一辅助LED光源发射的光束最大限度地得到反射；第二辅助LED光源的的光束投射到分色镜上，其反射率大约为99.99%，接近100%，保证了第二辅助LED光源发射的光束最大限度地得到反射；第三辅助LED光源的的光束投射到分色镜上，其反射率大约为99.99%，接近100%，保证了第三辅助LED光源发射的光束最大限度地得到反射；第四辅助LED光源的的光束投射到分色镜上，其反射率大约为99.99%，接近100%，保证了第四辅助LED光源发射的光束最大限度地得到反射；从而大大降低了光能的损耗。

Claims

1.一种多波段荧光显微镜的照明系统，包括分色镜和主LED光源，所述的主LED光源设置在所述的分色镜的后方，且所述的分色镜设置在所述的主LED光源的光路上，所述的分色镜与水平面的夹角为45°，其特征在于所述的分色镜的上方沿所述的主LED光源的光路方向上并列设置有至少2个不同波长的辅助LED光源，所述的分色镜上设置有用于驱动所述的分色镜沿所述的主LED光源的光路方向做直线运动的直线移动机构。

2.如权利要求1所述的一种多波段荧光显微镜的照明系统，其特征在于所述的分色镜的上表面和下表面均设置有分光膜。

3.如权利要求2所述的一种多波段荧光显微镜的照明系统，其特征在于所述的辅助LED光源为4个，4个所述的辅助LED光源分别为第一辅助LED光源、第二辅助LED光源、第三辅助LED光源和第四辅助LED光源，所述的主LED光源的波长范围为625 nm—647nm，所述的第一辅助LED光源的波长范围为515nm—545nm，所述的第二辅助LED光源的波长范围为465nm—488nm，所述的第三辅助LED光源的波长范围为400nm—410nm，所述的第四辅助LED光源的波长范围为360nm—384nm。

4.如权利要求3所述的一种多波段荧光显微镜的照明系统，其特征在于所述的分光膜由至少30组单元膜层层堆叠而成，所述的单元膜包括上下堆叠设置的上层膜和下层膜，所述的上层膜的膜层厚度范围为24.9 nm—216.3 nm，所述的下层膜的膜层厚度范围为45.5nm—145.8 nm，所述的上层膜的材料为Nb₂O₅、TiO₂或者Ta₂O₅，所述的下膜层的材料为SiO₂。