CN108896485A - 一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头 - Google Patents

一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头 Download PDF

Info

Publication number
CN108896485A
CN108896485A CN201810822984.XA CN201810822984A CN108896485A CN 108896485 A CN108896485 A CN 108896485A CN 201810822984 A CN201810822984 A CN 201810822984A CN 108896485 A CN108896485 A CN 108896485A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mirror
optical
light
broadside
point type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810822984.XA
Other languages
English (en)
Inventor
陆兆荣
李腾
张建
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou Medical University
Original Assignee
Guangzhou Medical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou Medical University filed Critical Guangzhou Medical University
Priority to CN201810822984.XA priority Critical patent/CN108896485A/zh
Publication of CN108896485A publication Critical patent/CN108896485A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation

Abstract

本发明涉及光谱分析仪器检测技术领域，尤其涉及一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头。包括入射端、检测口、出射端以及封装外壳。所述封装外壳内安装入射端和出射端，且两者间成一定角度；所述入射端包括准直镜、会聚镜和入射光纤；所述出射端包括滤光片、收集镜、耦合镜和出射光纤；所述检测口位于封装外壳上。光经入射光纤垂直进入入射端，经会聚镜聚焦后到达生物组织检测口，散射光经滤光片滤光、收集镜收集、耦合镜耦合后，经出射端垂直进入出射光纤。本发明探头体积小、光能量利用性高，有效提高了仪器分辨率及灵敏度。

Description

一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头
技术领域
本发明涉及光谱分析仪器检测技术领域，尤其涉及一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头。
背景技术
近年来，光谱检测技术在生物医学检验领域得到了广泛应用。其中尤为应用较为普遍的是反射光谱、拉曼光谱和荧光光谱检测技术。这几种技术的原理是当探测光到达组织内部一定深度时，部分光被组织吸收而其余光被散射回组织表面。散射光子包含了组织的重要信息，基于散射光谱测量的无创或微创检测可以获得有关人体生理的多项参数，通过对比检测样品组织与同体原位正常组织散射光谱，根据其中有着异常差异的生理参数可以提供一定的临床鉴别诊断。此类技术由于其原理较为简单且操作方便、即时准确在体无创检测等优点在组织的病理检测和临床诊断领域中有着极其重要的意义和广泛的应用前景。
组织光谱检测研究中，光纤探头对于最终得到的光谱信息准确性的保证至关重要。光纤探头接收散射光子的传输路径对检测灵敏度影响较大，而传统的检测探头分辨率和灵敏度较低，并且难以排除镜面反射的干扰。如何实现排除镜面反射影响的同时最大化探头的分辨率与灵敏度便成为了一项技术难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有问题的不足，提供一种结构简单、便携易操作、高灵敏度、高分辨率的用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头。
本发明的技术解决方案如下。
检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头装置，包括封装外壳、入射端、检测口以及出射端。所述封装外壳内安装入射端和出射端，且成一定角度；所述入射端包括准直镜、会聚镜和入射光纤；所述出射端包括滤光片、收集镜、耦合镜和出射光纤；所述检测口位于封装外壳上，为组织检测处。
进一步地，光纤和透镜形成的光路传播路径都密闭地安装在外壳体内，简化了装置的光路结构，同时又避免了散射光在空气中传输，容易受灰尘、外界光线以及振动的干扰，导致系统的信噪比低的问题。
进一步地，光源发出的光通过入射光纤经准直镜准直垂直进入探头。入射光路经会聚镜聚焦，焦点位于组织检测口处，出射光路经收集镜收集、耦合镜耦合进入出射光纤，若测荧光光谱时，先经滤光片滤去激发光，再收集。
优选的，所述入射光路与出射光路有一定角度，消除了镜面反射光的干扰，有效提高装置分辨率。
优选的，所述会聚镜和耦合镜为自聚焦透镜，两者一端分别通过适配器安装在外壳体内，拆卸方便。且选用焦距、直径型号可选的透镜，即使其尽可能多的收集散射光，提高光能量利用性，有效提高装置灵敏度。
一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头，其特征在于：包括以下连接：
a. 入射光纤穿出外壳体通过光纤耦合器连接光源，出射光纤连接光谱仪模块，经光电转换器采集的信号输出至下位机，下位机连接计算机；
b. 入射端通过准直镜与入射光纤连接，出射端通过耦合镜与出射光纤连接。光经入射光纤垂直进入入射端，经会聚镜聚焦后到达组织检测口，会聚镜的焦点即在组织检测口处，散射光经滤光片滤去激发光，经收集镜收集，经出射端耦合镜耦合进入出射光纤。
与现有技术相比，本发明优势在于如下四点。
1、支持有标记或无标记、在体原位或离体、无损快速检测。
2、装置的入射光路与出射光路有一定角度，消除了镜面反射光的干扰，有效提高装置分辨率。
3、光纤和透镜形成的光路传播路径都密闭地安装在外壳体内，简化了装置的光路结构，同时又避免了散射光在空气中传输，容易受灰尘、外界光线以及振动的干扰，导致系统的信噪比低的问题。
4、装置结构简单清晰，会聚镜和耦合镜为自聚焦透镜，且一端分别通过适配器安装在外壳体内，拆卸方便。当光源强度或是组织散射光信号较弱时，可根据实际情况自行选用合适的焦距、直径型号的透镜，普适性强，方便使用。
综上所述，本发明提供的一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头可用于反射光谱、拉曼光谱和荧光光谱等多种光谱的检测，具有体积小、成本低、普适性强、便携易操作、光能量利用性高等优点，有效提高了仪器分辨率及灵敏度。
附图说明
图1是本发明实施例中提供的一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头的主要结构剖视示意图。
图2是本发明实施例中提供的一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头的光路示意图。
图3是本发明实施例中提供的一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头的工作原理流程图。
其中：1-入射端；101-准直镜；102-会聚镜；103-入射光纤；2-检测口；3-出射端；301-滤光片；302-收集镜；303-耦合镜；304-出射光纤；4-封装外壳体。
具体实施方式
其中下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整详细地描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分优选实施例，并非全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范畴。
参见图1和图2，本发明提供了一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头，包括入射端1、准直镜101、会聚镜102、入射光纤103、检测口2、出射端3、滤光片301、收集镜302、耦合镜303、出射光纤304、封装外壳体4。
所述入射端1用于连接准直镜101、会聚镜102与入射光纤103，并对入射光进行准直和聚焦使入射光聚焦到检测口2处。
所述会聚镜102用于对准直后的入射光进行汇聚使其聚焦至检测口2处。
所述检测口2用于对组织进行检测，是组织与入射光线发生散射的场所。
所述出射端3用于连接滤光片301、收集镜302、耦合镜303与出射光纤304，并对出射光进行滤光、收集和耦合。
所述收集镜302用于收集并汇聚散射光使其聚焦到耦合镜303上。
所述光纤耦合器分准直、耦合镜且分别通过适配器固定在入射端1、出射端3上，用于对入射光的准直和出射光的耦合，并使其分别准直入射到会聚镜102和耦合进入出射光纤304。
所述会聚镜102、收集镜302为焦距、直径型号可选的自聚焦透镜，通过适配器分别固定在入射端1、出射端3上。
所述入射端1、出射端3固定在封装外壳体4内，简化了装置的光路结构，同时又避免了散射光在空气中传输，容易受灰尘、外界光线以及振动的干扰，导致系统的信噪比低的问题；所述入射端形成的光路、出射端形成的光路间呈一定角度，以消除镜面反射光的干扰。
参见图3，一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头，包括以下连接：a.入射光纤103穿出外壳体4通过光纤耦合器连接光源，出射光纤304连接光谱仪模块，经光电转换器采集的信号输出给下位机，下位机连接计算机；
b.入射端1与入射光纤103连接，出射端3通过耦合镜303与出射光纤304连接。光经入射光纤103垂直进入入射端1，经会聚镜102聚焦后到达组织检测口2，形成入射光路，聚焦透镜的焦点即在检测口2处；带有待测组织生物信息的散射光经滤光片301滤光、收集镜302收集、耦合镜303耦合，最终进入出射光纤304，形成出射光路。
以上所述仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。应当指出，尽管参照前述个实施例对本发明进行了详细说明，但对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头，其特征在于：包括入射端、检测口、出射端以及封装外壳，所述封装外壳内安装入射端和出射端，且两者间成一定角度；所述入射端包括准直镜、会聚镜和入射光纤；所述出射端包括滤光片、收集镜、耦合镜和出射光纤；所述检测口位于封装外壳上，为生物组织检测处。
2.根据权利要求1所述一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头，其特征在于：所述光纤口径大小可选，用于传递光源。
3.根据权利要求1所述一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头，其特征在于：所述准直镜为入射光纤耦合器，连接入射光纤与探头并准直入射光路。
4.根据权利要求1所述一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头，其特征在于：所述会聚镜型号不定，用户可根据自身使用情况进行选型，用于将入射光会聚至检测口处和提高光能量利用性。
5.根据权利要求1所述一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头，其特征在于：所述检测口为入射光与出射光的交界处，入射光在此处发生散射，散射光中即含有生物组织信息。
6.根据权利要求1所述一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头，其特征在于：所述滤光片在进行生物组织荧光检测时，用于滤去激发光，消除干扰，可选择性拆卸。
7.根据权利要求1所述一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头，其特征在于：所述收集镜型号不定，用户可根据自身使用情况进行选型，用于收集散射光，提高检测精度。
8.根据权利要求1所述一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头，其特征在于：所述耦合镜为出射光纤耦合器，连接出射光纤与探头并会聚经滤光、收集后的散射光，其在光路上的位置依用户的选型而定。
9.根据权利要求1所述一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头，其特征在于：所述入射端与出射端间呈一固定锐角，以消除镜面反射光的干扰。
10.根据权利要求1所述一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头，其特征在于：所述封装外壳为传播光路提供密闭黑暗环境，避免了散射光在空气中传输，容易受灰尘、外界光线以及振动的干扰，导致系统的信噪比低的问题。
11.一种利用权利要求1~10任一项所述的用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头，其特征在于：包括以下连接：
a、入射光纤穿出外壳体通过光纤耦合器连接光源，出射光纤连接光谱仪模块，经光电转换器采集的信号传输至下位机，下位机连接计算机；
b、入射端通过准直镜与入射光纤连接，出射端通过耦合镜与出射光纤连接，光经入射光纤垂直进入入射端，经会聚镜聚焦后到达生物组织检测口，散射光经滤光片滤去激发光，经收集镜收集、耦合镜耦合后，经出射端进入出射光纤。
CN201810822984.XA 2018-07-25 2018-07-25 一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头 Pending CN108896485A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810822984.XA CN108896485A (zh) 2018-07-25 2018-07-25 一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810822984.XA CN108896485A (zh) 2018-07-25 2018-07-25 一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108896485A true CN108896485A (zh) 2018-11-27

Family

ID=64352092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810822984.XA Pending CN108896485A (zh) 2018-07-25 2018-07-25 一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108896485A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109596562A (zh) * 2019-01-25 2019-04-09 江西绿萌科技控股有限公司 水果无损检测用光纤耦合接收装置
CN110208246A (zh) * 2019-06-20 2019-09-06 华南师范大学 一种用于水环境污染监测的便携式激光拉曼荧光计系统和水环境污染监测装置
CN111956233A (zh) * 2020-07-14 2020-11-20 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种血糖测量装置及血糖测量方法
CN115120187A (zh) * 2021-03-29 2022-09-30 上海近观科技有限责任公司 一种生物组织内部信号探测装置、系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2472647Y (zh) * 2001-03-30 2002-01-23 王好学 光纤探头电荷耦合式皮肤病变诊断仪
US6678541B1 (en) * 1998-10-28 2004-01-13 The Governmemt Of The United States Of America Optical fiber probe and methods for measuring optical properties
CN201042433Y (zh) * 2007-04-28 2008-04-02 马剑文 活体组织光学检测装置
CN103149177A (zh) * 2013-01-14 2013-06-12 天津先阳科技发展有限公司 压力调制近红外光谱实现生物组织检测的装置和方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6678541B1 (en) * 1998-10-28 2004-01-13 The Governmemt Of The United States Of America Optical fiber probe and methods for measuring optical properties
CN2472647Y (zh) * 2001-03-30 2002-01-23 王好学 光纤探头电荷耦合式皮肤病变诊断仪
CN201042433Y (zh) * 2007-04-28 2008-04-02 马剑文 活体组织光学检测装置
CN103149177A (zh) * 2013-01-14 2013-06-12 天津先阳科技发展有限公司 压力调制近红外光谱实现生物组织检测的装置和方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨浩: "便携式拉曼光谱仪若干关键技术的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑》 *
王爽 等: "实时拉曼光谱分析技术及其在临床早期癌症检测中的应用", 《中国激光》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109596562A (zh) * 2019-01-25 2019-04-09 江西绿萌科技控股有限公司 水果无损检测用光纤耦合接收装置
CN110208246A (zh) * 2019-06-20 2019-09-06 华南师范大学 一种用于水环境污染监测的便携式激光拉曼荧光计系统和水环境污染监测装置
CN111956233A (zh) * 2020-07-14 2020-11-20 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种血糖测量装置及血糖测量方法
CN111956233B (zh) * 2020-07-14 2022-07-19 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种血糖测量装置及血糖测量方法
CN115120187A (zh) * 2021-03-29 2022-09-30 上海近观科技有限责任公司 一种生物组织内部信号探测装置、系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108896485A (zh) 一种用于检测组织光谱的侧向激发共焦点式光纤探头
JP5078099B2 (ja) 血液細胞及びこれに類するものを分化するために光散乱を検出するための光ファイバ装置
US20130141558A1 (en) Handpiece with integrated optical system for photothermal radiometry and luminescence measurements
CN202230024U (zh) 一种荧光增强型光纤荧光探头
CN105044030B (zh) 光纤纤间倏逝场耦合折射率计及其检测方法
US9791367B2 (en) Hybrid fiber optic probe device for attenuated total reflection spectroscopic applications in UV, visible and IR ranges
CN105024269B (zh) 一种自由空间光学微腔拉曼激光传感装置及其传感方法
CN101251616B (zh) 一种空芯光子晶体光纤及利用该光纤的光谱测量装置
CN110146430A (zh) 一种流式细胞仪光学系统
CN201233367Y (zh) 一种利用空芯光子晶体光纤的光谱测量装置
CN108956507B (zh) 叶绿素光谱检测仪
CN101666747A (zh) 阵列光纤倏逝波生物传感器系统
US6894779B2 (en) Apparatus for detecting back-scatter in a laser-based blood analysis system
CA2286065C (en) Elastic radiation scatter-detecting safety device, analyzer apparatus provided with safety device, and method for controlling a laser excitation source
CN112557269A (zh) 一种探入式收发一体光纤粉尘浓度测量装置及方法
CN208588673U (zh) 低光谱背景的拉曼光纤微型探头
CN106880338B (zh) 基于表面增强拉曼散射技术的肿瘤原位在线检测系统
CN107024466A (zh) 一种具有自参考光纤的光学探头
CN211213104U (zh) 一种用于组织光谱检测的手持式光纤探头
CN115191940A (zh) 一种基于机器学习的快速识别甲状旁腺的光纤探针系统
US8456636B2 (en) Device for detecting signs of bacterial infection of the teeth
CN209656506U (zh) 颗粒物散射光收集装置以及激光测径系统和质谱仪
CN111122540A (zh) 基于时间相关单光子探测技术的多功能光纤探针系统
CN214667268U (zh) 一种便携式拉曼探头
CN206920342U (zh) 一种具有自参考光纤的光学探头

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181127

RJ01 Rejection of invention patent application after publication