CN109185730A - 一种多光谱光源系统 - Google Patents

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朱守明
张元志
周喃
汪磊
杨柯
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刘勇
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Abstract

本发明公开了一种多光谱光源系统，包括：LED，可以根据实际情况，选择不同波长的LED；焦距可调聚光透镜，将LED发出的光耦合进光纤探头上；滤光片，对LED的光做进一步处理，得到比较纯的窄带光谱；二向色镜，将几种不同波段的光做同轴处理，照射在同一位置，也就是光纤探头；二次耦合聚焦透镜，放置在光纤探头上，对光线进行二次聚光，使光纤探头收集光的效率更高；光纤探头，收集光并导出去。本发明每种LED发出不同波长的光，然后通过二向色镜，使不同波长的光同轴共轭，这样可以照射到同一个位置，在这个位置上安装光纤探头，将光导出。通过控制LED，可以实现不同波长的光切换，结构紧凑、体积小，光功率高，成本低，和传统的多光谱光源装置相比，有一定的优势。

Description

一种多光谱光源系统
技术领域
本发明涉及激发光源设计领域，具体涉及一种多光谱光源系统。更具体而言，本发明提供一种成本低廉、光密度高、结构紧凑的光源系统。
背景技术
由于LED具有环保，节能，真色等优越性，市场上对以LED为光源的产品开发力度不断加大。因为LED光源具有性能稳定，发热小，寿命长等优点，所以目前的多光谱光源都是使用白光LED做光源，然后利用装载有滤光片的旋转轮，旋转轮上安装有不同波长的滤光片，需要哪个波长，色轮旋转到指定的位置，就可以得到需要波长的光。但这种结构，每个波长的光，实际只利用了白光的一小部分，不需要的波长的光都被滤光片屏蔽掉了，光利用率不高。
市面上常用的准直镜由两个机加工件组成，一个机加工件连接光纤头，另外一个机加工件装载有聚焦透镜，聚焦透镜距离光纤头的距离可调，两个机加工件通过螺丝顶着来固定。准直镜可以用于光纤准直也可以用于耦合聚焦用，光束经过准直镜以后，发散角度不超过2°，焦距可调，可以调节的行程约5mm。但是由于所用的光源为LED，发射角度很大，进入光纤接头的光利用率并不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多光谱光源系统，每个波长通道都有相应波长的LED，每个通道之间是独立的，互不干扰。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多光谱光源系统，包括：
LED，可以根据实际情况，选择不同波长的LED；
焦距可调聚光透镜，将LED发出的光耦合进光纤探头上；
滤光片，对LED的光做进一步处理，得到比较纯的窄带光谱；
二向色镜，将几种不同波段的光做同轴处理，照射在同一位置，也就是光纤探头；
二次耦合聚焦透镜，放置在光纤探头上，对光线进行二次聚光，使光纤探头收集光的效率更高；
光纤探头，收集光并导出去；
其中，每个波长通道都配有相应波长的LED，LED后面是一个聚焦镜，这个聚焦镜的焦距是可调的，聚焦镜的后面放置一个滤光片，对光源做进一步的窄带处理。每个通道也都配有一个二向色镜，可以使不同波长的光进行同轴共轭处理，照射在同一个位置，在这个位置放置了光纤探头，光纤探头上还放置了一个二次聚焦透镜，来提高光的收集效率。最后光纤探头把收集到的光导出去。
作为优选，聚焦镜由2个凸透镜组成，第一个凸透镜紧贴着LED，第二个凸透镜和第一个凸透镜之间的距离可调，可以得到不同的焦距，保证每个通道的LED发出的光都会聚焦在光纤探头上；
作为优选，每颗LED配备的滤光片可以使LED发出的光谱宽度控制在10nm以内，光谱以外的光截止深度达到OD6，使光谱很纯；
作为优选，每个通道都配有一个二向色镜，45度使用。使每颗LED发出的光都是同轴光，照射在同一个位置，二向色镜的选择根据LED的波长来定。
本发明的有益效果是：
传统的多光谱光源都是使用白光LED，然后配备不同带通波段的滤光片转轮。这样的设计，每个通道只利用了白光的很少部分的能量，光利用率不高，而且体积不能做太小。本发明设计的光源有很多通道，每个通道需要哪个波长的光就在这个通道放置相应波长的LED。而且使用了优化后的准直镜，由两个距离可调的凸透镜组成，提高了光利用率。通过这种设计，每个通道的光功率大大增加，这种光源结构非常紧凑，占用的空间体积小。而且没有步进电机和滤光片转轮等装备，成本会低很多。
附图说明
图1是单通道的多光谱光源系统的结构示意图，其中，1为LED，2为第一凸透镜，3为第二凸透镜，4为滤光片。
图2是焦距可调聚光透镜的示意图，其中，5为固定螺丝。
图3是整个多光谱光源系统的示意图，其中，6为单通道的光源系统，7为二向色镜，8为二次耦合聚焦透镜，9为光纤探头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
在图1中，也就是单通道的多光谱光源系统，包括了LED1、第一凸透镜2、第二凸透镜3、滤光片4。LED1的波长根据实际需求选择，LED1后面是聚焦镜，聚焦镜是由2个凸透镜组成，第一凸透镜2紧贴着LED1，这样可以更好的收集LED1发出的光，减少光损失。LED1发出的光经过第一凸透镜2后，第二凸透镜3要大一些，对光线进行再一次收集，使光线可以聚焦。第二凸透镜3大一些可以减少光损失，第一凸透镜2和第二凸透镜3之间的距离可调，因为每个通道的LED1到光纤探头的距离是不等的，所以可以通过调节两个凸透镜之间的距离，使LED1发出的光始终聚焦在光纤探头上。后面的滤光片4可以使LED1发出的光谱更纯，消除杂散光的影响。
图2是焦距可调聚光透镜的结构示意图，包括了第一凸透镜2、第二凸透镜3、固定螺丝5。第一凸透镜2和第二凸透镜3之间的距离是可调的，通过固定螺丝5来顶着管壁固定。第一凸透镜2和第二凸透镜3，一小一大，分别固定在管状连接器的两侧，直径较小的管状连接器可以插入直径较大的管状连接器，从而实现两个凸透镜之间的距离可调。确定好距离后，可以通过固定螺丝5顶着管壁，从而固定住。
图3是整个多光谱光源系统的示意图，包括了6个单通道的光源系统6、5组二向色镜7、二次耦合聚焦透镜8、光纤探头9，在图3中，每个单通道的光源系统6都配备一个二向色镜7，二向色镜7是45度放置，单通道的光源系统6排在两侧，通过二向色镜7，使每个通道的光变成同轴共轭光束。6个通道的光源的LED1的波长排列顺序是从下至上依次增加，相对应的5组二向色镜7的排列也依次如此，反射短波的光线，透射长波的光线。由于LED1后面的聚焦透镜的焦距是可调的，调节第一凸透镜2和第二凸透镜3之间的距离，使得照射在光纤探头9上的光斑大小可调，让光纤探头9可以最大程度的收集光，光纤探头上放置了二次耦合聚焦透镜8，进一步提高了光的收集效率。然后光纤探头9把收集到的光通过光纤传导出去。
本发明的多光谱光源系统结构简单、紧凑，空间利用率高。而且由于每种波长的光都是通过相应波长的LED提供，对光又进行了耦合聚焦处理，所以光功率很高，这是传统的多光谱光源系统所不具有的。各个波长之间的切换只需要控制相应的LED就可以了，不需要使用步进电机，成本比传统的多光谱光源系统低很多。

Claims (4)

1.一种多光谱光源系统，其特征在于：包括：
LED，可以根据实际情况，选择不同波长的LED；
焦距可调聚光透镜，将LED发出的光耦合进光纤探头上；
滤光片，对LED的光做进一步处理，得到比较纯的窄带光谱；
二向色镜，将几种不同波段的光做同轴处理，照射在同一位置，也就是光纤探头；
二次耦合聚焦透镜，放置在光纤探头上，对光线进行二次聚光，使光纤探头收集光的效率更高；
光纤探头，收集光并导出去；
其中，每个波长通道都配有相应波长的LED，LED后面是一个聚焦镜，聚焦镜的焦距是可调的，聚焦镜的后面放置一个滤光片，对光源做进一步的窄带处理，每个通道也都配有一个二向色镜，可以使不同波长的光进行同轴共轭处理，照射在同一个位置，在这个位置放置了光纤探头，光纤探头上还放置了一个二次耦合聚焦透镜，来提高光的收集效率，最后光纤探头把收集到的光导出去。
2.根据权利要求1所述的一种多光谱光源系统，其特征在于：聚焦镜由2个凸透镜组成，第一个凸透镜紧贴着LED，第二个凸透镜和第一个凸透镜之间的距离可调，可以得到不同的焦距，保证每个通道的LED发出的光都会聚焦在光纤探头上。
3.根据权利要求1所述的一种多光谱光源系统，其特征在于：每颗LED配备的滤光片可以使LED发出的光谱宽度控制在10nm以内，光谱以外的光截止深度达到OD6，使光谱很纯。
4.根据权利要求1所述的一种多光谱光源系统，其特征在于：每个通道都配有一个二向色镜，45度使用，使每颗LED发出的光都是同轴光，照射在同一个位置，二向色镜的选择根据LED的波长来定。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109901278A (zh) * 2019-04-15 2019-06-18 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 一种多光源共光路的照明系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105944234A (zh) * 2016-04-20 2016-09-21 长春德信光电技术有限公司 一种基于三波长激光器的半导体激光康复仪
CN206369871U (zh) * 2017-01-05 2017-08-01 中山优盛光电科技有限公司 一种大功率rgb合成激光光源系统
CN107024737A (zh) * 2017-05-03 2017-08-08 天津华海清科机电科技有限公司 透镜组装置
CN107204566A (zh) * 2017-05-26 2017-09-26 中国科学院半导体研究所 一种光纤耦合输出半导体激光器
CN207717594U (zh) * 2017-12-27 2018-08-10 成都索尔恩科技有限公司 一种流式细胞仪的光路和探测系统
CN208779172U (zh) * 2018-09-27 2019-04-23 安徽易康达光电科技有限公司 一种多光谱光源系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105944234A (zh) * 2016-04-20 2016-09-21 长春德信光电技术有限公司 一种基于三波长激光器的半导体激光康复仪
CN206369871U (zh) * 2017-01-05 2017-08-01 中山优盛光电科技有限公司 一种大功率rgb合成激光光源系统
CN107024737A (zh) * 2017-05-03 2017-08-08 天津华海清科机电科技有限公司 透镜组装置
CN107204566A (zh) * 2017-05-26 2017-09-26 中国科学院半导体研究所 一种光纤耦合输出半导体激光器
CN207717594U (zh) * 2017-12-27 2018-08-10 成都索尔恩科技有限公司 一种流式细胞仪的光路和探测系统
CN208779172U (zh) * 2018-09-27 2019-04-23 安徽易康达光电科技有限公司 一种多光谱光源系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109901278A (zh) * 2019-04-15 2019-06-18 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 一种多光源共光路的照明系统
CN109901278B (zh) * 2019-04-15 2024-03-19 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 一种多光源共光路的照明系统

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