CN208780918U - 一种基于棱镜结构的多光谱光源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于棱镜结构的多光谱光源，包括：LED或者激光，可以根据实际情况，选择不同波长的LED或者激光器；合色棱镜，由多个直角棱镜胶合而成，直角棱镜的表面上镀有特殊膜层，使有些波长的光可以透过，有些波长的光被反射掉，使不同波长的光统一从一个方向出射；耦合透镜，使从一个方向出来的光耦合进光纤探头，提高光的利用率；光纤探头，收集光并传导出去。本实用新型使用棱镜结构，进行特殊镀膜处理，使不同波长的光同轴共轭，从一个方向出射，然后收集。不同波长的光可以单独控制切换。这种棱镜结构的光源结构紧凑、体积小、光功率高。
Description
技术领域
本实用新型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，本实用新型提供一种光密度高、结构紧凑、多棱镜胶合而成的光源系统。
背景技术
目前传统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。
合色棱镜是投影仪中常用的一种光学元件，它的作用是将三基色(红绿蓝)单色光进行图像组合，形成最终屏幕上的彩色图案。结构上，它是由带有不同镀膜的棱镜，经过胶合而成。合色棱镜内部的红光反射膜对红光来说是一面镜子，会使红光发生反射，但是对于蓝光和绿光来说相当于一片玻璃，可以被透过。它在投影仪中工作时，红绿蓝三色图像分别从三个方向入射，经过三色棱镜反射后，从同一方向出射，就形成了彩色的图像。
在生物医学领域，组织荧光激发经常会用到紫外光、紫光或者蓝光作为激发光，用光谱仪或者光电探测器来检测荧光。激发波长包括常用的340nm、370nm、390nm、430nm、450nm等等。激发光的波长都不是三基色的光，而且波长也超过了3种，投影仪里的合色棱镜肯定是用不了的。在DNA检测中，常用的荧光染料有FAM、HEX、TAMRA、ROX、CY5等，有些荧光染料可以使用三基色的光作为激发光，而有些荧光染料需要黄光、橙光作为激发光，这样通常的投影仪中的合色棱镜也不适用。目前市面上的DNA检测设备大多数都是使用白光LED或者卤素灯、氙灯作为激发光源，然后在后面安装一个滤光片的旋转轮，来得到不同波长的激发光。
既然投影仪中的合色棱镜不适用，那就对合色棱镜的结构进行重新设计，合色棱镜内部的膜层进行重新镀膜处理，使更多波长的光，不是三基色的光都可以使用棱镜结构，用于除了投影仪以外的其它领域。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于棱镜结构的多光谱光源，有5种激发波长，每种激发光从不同的方向入射，然后同一个方向出射。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于棱镜结构的多光谱光源，包括：
LED或者激光器，可以根据实际情况，选择不同波长的LED或者激光器，需要对LED或者激光器的光进行准直或者聚焦处理；
合色棱镜，由多个直角棱镜胶合而成，直角棱镜的表面镀有和各个波长相匹配的膜层，使有些波长的光可以透过，有些波长的光被反射掉，使不同波长的光统一从一个方向出射，成为同轴共轭光束；
耦合透镜，不同波长的光从一个方向出射后，把光收集耦合到光纤探头里，提高光的利用率；
光纤探头，收集光并导出去。
其中，光从棱镜的不同面入射，入射光必须是准直光或者是聚焦光束，而且从每个面入射的光必须是单色光。
其中，合色棱镜是由多个直角棱镜胶合而成，直角棱镜的表面都做了特殊的镀膜处理。光从合色棱镜的不同方向入射，经过合色棱镜内部不同的镀膜面后，有些波长的光可以透过去，有些波长的光被反射掉。最后光都统一从一个方向出射，形成同轴共轭光束。
本实用新型的有益效果是：
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。在本实用新型中，把投影仪用的合色棱镜经过重新镀膜，结构重新设计，然后用于生物医学领域。5种不同波长的单色光从不同方向入射，然后从同一个方向出射。由于每种波长的光由单独的光源提供，所以光功率高，而且这种棱镜结构所占的体积非常小，结构很紧凑，没有多余浪费的空间。最后出射光经过耦合透镜，耦合进光纤探头，光利用率高。
附图说明
图1是一种基于棱镜结构的多光谱光源系统的结构示意图，其中，1为光源一，LED或者激光；2为光源二，LED或者激光；3为光源三，LED或者激光；4为光源四，LED或者激光；5为光源五，LED或者激光；6为镀膜一，反射光源一的光，其他光可以透过；7为镀膜二，反射光源二的光，其他光可以透过，8为镀膜三，反射光源三的光，其他光可以透过；9为镀膜四，反射光源四的光，其他光可以透过；10为耦合透镜；11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实用新型作进一步详细的说明。
在图1中，整个合色棱镜由8个直角棱镜胶合而成，内部镀有4个膜层。光源一1从左下方入射，进入合色棱镜后，可以透过镀膜二7，经过镀膜一6被反射，从下方出射，最下方的直角棱镜右侧和左下方的直角棱镜上侧镀有镀膜一6；光源二2从右下方入射，进入合色棱镜后，可以透过镀膜一6，经过镀膜二7被反射，从下方出射，最下方的直角棱镜左侧和右下方的直角棱镜上侧镀有镀膜二7；光源三3从左上方入射，进入合色棱镜后，可以透过镀膜四9，经过镀膜三8被反射，从下方出射，左上方的直角棱镜上侧和右上方的直角棱镜下侧镀有镀膜三8；光源四4从右上方入射，进入合色棱镜后，可以透过镀膜三8，经过镀膜四9被反射，从下方出射，左上方的直角棱镜下侧和右上方的直角棱镜上侧镀有镀膜四9；光源五5从正上方入射，进入合色棱镜后，可以透过所有镀膜，从下方出射。这样5个光源的光经过重新设计的合色棱镜后，都统一从下方出射。由于入射的光源都经过了准直或者聚焦处理，所以经过合色棱镜后光损失很小，然后经过耦合透镜10，进一步提高光的利用率。光被耦合收集进入光纤探头11，最后传导出去。
本实用新型的光源系统结构简单、紧凑，空间利用率高，镀膜要求较高。合色棱镜可以根据实际的光波长情况而定，来选择K9或者石英等等。5种波长的光都是由相应波长的LED或者是激光器提供，光进入合色棱镜之前加一些聚焦透镜来做准直或者聚焦处理。最后从下方出射的时候，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或者激光器就可以了，不需要使用步进电机，比传统的多光谱光源系统操作方便很多。
Claims (3)
1.一种基于棱镜结构的多光谱光源，其特征在于：包括：
LED或者激光器，可以根据实际情况，选择不同波长的LED或者激光器，需要对LED或者激光器的光进行准直或者聚焦处理；
合色棱镜，由多个直角棱镜胶合而成，直角棱镜的表面镀有和各个波长相匹配的膜层，使有些波长的光可以透过，有些波长的光被反射掉，使不同波长的光统一从一个方向出射，成为同轴共轭光束；
耦合透镜，不同波长的光从一个方向出射后，把光收集耦合到光纤探头里，提高光的利用率；
光纤探头，收集光并导出去。
2.根据权利要求1所述的一种基于棱镜结构的多光谱光源，其特征在于：光从棱镜的不同面入射，入射光必须是准直光或者是聚焦光束，而且从每个面入射的光必须是单色光。
3.根据权利要求1所述的一种基于棱镜结构的多光谱光源，其特征在于：合色棱镜是由多个直角棱镜胶合而成，直角棱镜的表面都做了特殊的镀膜处理，光从合色棱镜的不同方向入射，经过合色棱镜内部不同的镀膜面后，有些波长的光可以透过去，有些波长的光被反射掉，最后光都统一从一个方向出射，形成同轴共轭光束。
Priority Applications (1)
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| CN201821733325.0U CN208780918U (zh) | 2018-10-25 | 2018-10-25 | 一种基于棱镜结构的多光谱光源 |
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| CN201821733325.0U CN208780918U (zh) | 2018-10-25 | 2018-10-25 | 一种基于棱镜结构的多光谱光源 |
Publications (1)
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| CN208780918U true CN208780918U (zh) | 2019-04-23 |
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ID=66163320
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| CN201821733325.0U Active CN208780918U (zh) | 2018-10-25 | 2018-10-25 | 一种基于棱镜结构的多光谱光源 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN208780918U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109143596A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-01-04 | 合肥中科易康达生物医学有限公司 | 一种基于棱镜结构的多光谱光源 |
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2018
- 2018-10-25 CN CN201821733325.0U patent/CN208780918U/zh active Active
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| CN109143596A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-01-04 | 合肥中科易康达生物医学有限公司 | 一种基于棱镜结构的多光谱光源 |
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