CN209182212U - 一种流式细胞仪激光器集束平台及流式细胞仪 - Google Patents

Abstract

本申请公开的流式细胞仪激光器集束平台及流式细胞仪，包括固定设置在集束平台基座上的激光器模块组、反射镜模块、透反镜模块和聚焦模块；激光器模块组至少包括第一激光器模块和第二激光器模块；第一激光器模块包括第一光源和第一激光整形子模块，第二激光器模块包括第二光源和第二激光整形子模块；反射镜模块包括反射镜片，反射镜片位于第一整形激光光束的路径上，用于反射第一整形激光光束；透反镜模块包括透反镜片，用于透射第一整形激光光束以及反射第二整形激光光束；聚焦模块包括聚焦镜镜片，用于进行第一整形激光光束和第二整形激光光束的聚焦合束。降低流式细胞仪用激发光源系统的结构复杂性，提高激发光源系统的精度以及性能稳定性。

Description

一种流式细胞仪激光器集束平台及流式细胞仪

技术领域

本申请涉及流式细胞仪技术领域，尤其涉及一种流式细胞仪激光器集束平台及流式细胞仪。

背景技术

流式细胞仪是常见的一种细胞检测仪器，其在细胞计数、分类、生物标志物检测和蛋白质工程中使用的生物物理技术。在流式细胞仪中，悬浮在液体流中的细胞穿过电子检测装置。流式细胞仪允许每秒多达数千个细胞的物理和/或化学特征的同时多参数分析。

在具体使用中，悬浮在液体中分散的经荧光标记的细胞或微粒逐个通过样品池，同时由荧光探测器捕获荧光信号并转换成分别代表前向散射角、侧向散射角和不同荧光强度的电脉冲信号，经计算机处理形成相应的点图，直方图和加三维结构图像进行分析。因此，光学系统是流式细胞仪重要组成部分。

目前，流式细胞仪的光学系统主要是指激发光源系统。激发光源系统主要包括激光器、光束整形模块、束腰调节模块、光斑位置调节模块和聚焦镜模块组成，结构复杂，调试困难，激光能量损耗大。

实用新型内容

本申请提供了一种流式细胞仪激光器集束平台及流式细胞仪，降低流式细胞仪用激发光源系统的结构复杂性，提高激发光源系统的精度以及性能稳定性。

第一方面，本申请提供了一种流式细胞仪激光器集束平台，包括固定设置在集束平台基座上的激光器模块组、反射镜模块、透反镜模块和聚焦模块；其中，

所述激光器模块组至少包括两个激光器模块，所述两个激光器模块为第一激光器模块和第二激光器模块；

所述第一激光器模块包括第一光源和第一激光整形子模块，所述第一激光整形子模块用于整形所述第一光源的输出光束，产生第一整形激光光束，所述第二激光器模块包括第二光源和第二激光整形子模块，所述第二激光整形子模块用于整形所述第二光源的输出光束，产生第二整形激光光束，所述第一整形激光光束的波长不同于所述第二整形激光光束的波长；

所述反射镜模块包括反射镜片，所述反射镜片位于所述第一整形激光光束的路径上，用于反射所述第一整形激光光束；所述透反镜模块包括透反镜片，所述透反镜片位于所述第一整形激光光束和所述第二整形激光光束的路径上，用于透射所述第一整形激光光束以及反射所述第二整形激光光束；

所述聚焦模块包括聚焦镜镜片，所述聚焦镜镜片位于所述第一整形激光光束和所述第二整形激光光束的路径上，用于进行所述第一整形激光光束和第二整形激光光束的聚焦合束。

可选的，上述流式细胞仪激光器集束平台中，所述反射镜模块还包括第一调节架，所述反射镜片固定连接所述第一调节架，所述第一调节架用于调节所述反射镜片的位置。

可选的，上述流式细胞仪激光器集束平台中，所述透反镜模块还包括第二调节架，所述透反射镜片固定连接所述第二调节架，所述第二调节架用于调节所述透反射镜片的位置。

可选的，上述流式细胞仪激光器集束平台中，所述聚焦模块还包括聚焦镜座和平移架，所述聚焦镜镜片固定在所述聚焦镜座，所述平移架固定连接所述集束平台基座，所述聚焦镜座固定连接所述平移架。

可选的，上述流式细胞仪激光器集束平台中，所述第一激光整形子模块包括依次排列的第一准直透镜、第一光束束腰调节组件和第一偏振调整组件，所述第一光源的输出光束依次经过所述第一准直透镜、第一光束束腰调节组件和第一偏振调整组件。

可选的，上述流式细胞仪激光器集束平台中，所述第一光束束腰调节组件包括依次排列的第一透镜组和第一棱镜组，所述第一光源的输出光束依次经过所述第一透镜组和第一棱镜组。

可选的，上述流式细胞仪激光器集束平台中，所述第一激光整形子模块还包括第一取光镜和第一激光探测器，所述第一取光镜设置在所述第一光束束腰调节组件和第一偏振调整组件之间，所述第一激光探测器设置在所述第一取光镜的一侧，用于接收所述第一取光镜分出的光束。

可选的，上述流式细胞仪激光器集束平台中，所述第二激光整形子模块包括依次排列的第二准直透镜、第二光束束腰调节组件和第二偏振调整组件，所述第二光源的输出光束依次经过所述第二准直透镜、第二光束束腰调节组件和第二偏振调整组件。

可选的，上述流式细胞仪激光器集束平台中，所述第二光束束腰调节组件包括依次排列的第二透镜组和第二棱镜组，所述第二光源的输出光束依次经过所述第二透镜组和第二棱镜组。

第二方面，本申请还提供了一种流式细胞仪，包括激发光源系统，所述激发光源系统包括上述任一项所述的流式细胞仪激光器集束平台。

本申请提供的一种流式细胞仪激光器集束平台及流式细胞仪，包括设置在集束平台基座上的第一激光器模块、第二激光器模块、反射镜模块、透反镜模块和聚焦模块。其中，第一激光器模块产生第一整形激光光束，第二激光器模块产生第二整形激光光束，第一整形激光光束依次经过反射镜模块、透反镜模块和聚焦模块，第二整形激光光束依次经过透反镜模块和聚焦模块，聚焦模块将第一整形激光光束和第二整形激光光束聚焦整形成聚焦光束，聚焦光束用于流式细胞仪。本申请提供的流式细胞仪激光器集束平台，能产生高质量的易调节光束输出，结构简单，在使用过程中安装方便、装调容易、易于实现、结构紧凑、成本较低，可以有效地实现激光的整形和集束合光。本申请提供的流式细胞仪激光器集束平台及流式细胞仪，降低流式细胞仪用激发光源系统的结构复杂性，提高激发光源系统的精度以及性能稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的流式细胞仪激光器集束平台的基本结构；

图2为本申请实施例提供的第一激光器模块的光学结构示意图；

图3为本申请实施例提供的第二激光器模块的光学结构示意图。

其中：

1-集束平台基座，2-第一激光器模块，201-第一光源，202-第一准直透镜，203-第一透镜组，204-第一棱镜组，205-第一取光镜，206-第一偏振调整组件，207-第一激光探测器，3-第二激光器模块，301-第二光源，302-第二准直透镜，303-第二透镜组，304-第二棱镜组，305-第二取光镜，306-第二偏振调整组件，307-第二激光探测器，4-反射镜模块，5-透反镜模块，6-聚焦模块，7-反射镜片，8-第一调节架，9-透反镜片，10-第二调节架，11-聚焦镜镜片，12-聚焦镜座，13-平移架。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

附图1本申请实施例提供的流式细胞仪激光器集束平台的基本结构示意图。如附图1所示，本申请实施例提供的流式细胞仪激光器集束平台，包括：集束平台基座1、激光器模块组、反射镜模块4、透反镜模块5和聚焦模块6。

如附图1所示，激光器模块组、反射镜模块4、透反镜模块5和聚焦模块6分别固定设置在集束平台基座1上。集束平台基座1便于实现第一激光器模块2、第二激光器模块3、反射镜模块4、透反镜模块5和聚焦模块6相对位置的设置。

在本申请实施例中，激光器模块组包括至少两个激光器模块，激光器模块用于产生整形激光束。在本申请具体实施方式中，以激光器模块组包括两个激光器模块为例进行说明，即激光器模块组包括第一激光器模块2和第二激光器模块3。

第一激光器模块2包括第一光源201和第一激光整形子模块，第一光源201用于产生第一波长激光束，第一激光整形子模块用于第一波长激光束的整形。具体的，所述第一激光整形子模块用于整形所述第一光源201输出的第一波长激光束，产生第一整形激光光束，所述整形包括光束准直、压缩或扩束、偏振等。

第二激光器模块3包括第二光源301和第二激光整形子模块，第二光源301用于产生第二波长激光束，第二激光整形子模块用于第二波长激光束的整形。具体的，所述第二激光整形子模块用于整形所述第二光源输出的第二波长激光束，产生第二整形激光光束，所述整形包括光束准直、压缩或扩束、偏振等。

在本申请实施例中，第一激光器模块2和第二激光器模块3均包括固定壳体，用于安装固定第一激光器模块2和第二激光器模块3中的各光学组件。固定壳体可借鉴现有光学组件固定壳体结构，但其具体结构可根据本申请中第一激光器模块2和第二激光器模块3实际组成而选择。

在本申请实施例中，为满足流式细胞仪具体使用所述第一整形激光光束的波长不同于所述第二整形激光光束的波长，即第一光源201和第二光源301产生不同波长的激光光束。可选的，第一光源201和第二光源301选用产生不同波长激光光束的半导体激光二极管。

在本申请实施例中，如附图1所示，第一激光器模块2和第二激光器模块3并排设置，有助于提高激光器集束平台上各组件之间集中性，减少激光器集束平台的总体积。反射镜模块4和透反镜模块5分别与第一激光器模块2和第二激光器模块3对应。

反射镜模块4包括反射镜片7，所述反射镜片7位于所述第一整形激光光束的路径上，用于反射所述第一整形激光光束。第一激光器模块2出射的第一整形激光光束入射到反射镜片7上，反射镜片7将入射至其上的第一整形激光光束进行反射，实现第一整形激光光束传输方向的改变。在本申请实施例中，反射镜片7优选全反射镜。

透反镜模块5包括透反镜片9，所述透反镜片9位于所述第一整形激光光束和所述第二整形激光光束的路径上，用于透射所述第一整形激光光束以及反射所述第二整形激光光束。经过反射镜片7发射改变传输方向的第一整形激光光束传输至透反镜片9上，穿射透反镜片9；第二激光器模块3出射的第一整形激光光束入射到透反镜片9上，透反镜片9将入射至其上的第二整形激光光束进行反射，实现第二整形激光光束传输方向的改变。在本申请实施例中，透反镜片9可采用二向色镜。透反镜片9设置在第一整形激光光束和所述第二整形激光光束的交叉处，实现将此两不同波长的整形激光光束的合束。

聚焦模块6将第一激光器模块2和第二激光器模块3出射的第一整形激光光束和第二整形激光光束进行聚焦，获得理想的聚焦光束。聚焦模块6包括聚焦镜镜片11，所述聚焦镜镜片11位于所述第一整形激光光束和所述第二整形激光光束的路径上，用于进行所述第一整形激光光束和第二整形激光光束的聚焦合束。在具体使用中，经过透反镜片9透射的第一整形激光光束和经过透反镜片9反射的第二整形激光光束入射到聚焦模块6的聚焦镜镜片11进行聚焦合束。

在本申请实施例中，如附图2所示，第一激光整形子模块包括依次排列的第一准直透镜202、第一光束束腰调节组件和第一偏振调整组件206。第一光源201产生的第一波长激光束依次经过第一准直透镜202、第一光束束腰调节组件和第一偏振调整组件206。第一波长激光束经过第一准直透镜202准直后形成准直激光光束，准直激光光束经过第一光束束腰调节组件高质量的准直圆光斑激光束或一定长宽比的准直椭圆光斑激光束，准直圆光斑激光束或准直椭圆光斑激光束入射第一偏振调整组件206，实现对激光斑偏振方向的调整。

第一准直透镜202可采用的准直透镜可以为非球面准直透镜。第一光源201设置在非球面准直透镜的像面工作距离以内，非球面准直透镜的数值孔径与第一光源201的发散角相匹配，非球面准直透镜可以将第一光源201的快轴和慢轴方向同时准直，从而获得截面为椭圆形的平行光束。

第一光束束腰调节组件包括第一透镜组203和第一棱镜组204，经过第一准直透镜202准直后形成准直激光光束依次经过第一透镜组203和第一棱镜组204。第一透镜组203通常包括两个透镜，如第一透镜和第二透镜，第一透镜和第二透镜组成的望远镜组，对准直光束压缩或扩束，用于获得更加理想的准直光束，但本申请中不局限于两个透镜。第一棱镜组204可包括两个梯形棱镜，但不限于两个梯形棱镜。调节第一棱镜组204的倍数可实现光束某一方向的压缩或扩束，经过第一棱镜组204的压缩或扩束后可得到高质量的准直圆光斑激光束或一定长宽比的准直椭圆光斑激光束。第一偏振调整组件206可选波片，如四分之一波片，用于调整光斑的偏振方向。

更进一步，第一激光整形子模块还包括第一取光镜205和第一激光探测器207，所述第一取光镜205设置在所述第一光束束腰调节组件和所述第一偏振调整组件206之间，所述第一激光探测器207设置在所述第一取光镜205的一侧。第一取光镜205可将准直圆光斑激光束或准直椭圆光斑激光束进行分束，通过第一取光镜205分出部分光束入射到第一激光探测器207，通过第一激光探测器207实现对该激光斑能量的监测与控制。

可选的，第二激光整形子模块与第一激光整形子模块相同。如附图3所示，第二激光整形子模块包括依次排列的第二准直透镜302、第二光束束腰调节组件和第二偏振调整组件306。第二光源301产生的第二波长激光束依次经过第二准直透镜302、第二光束束腰调节组件、和第二偏振调整组件306。第二波长激光束经过第二准直透镜302准直后形成准直激光光束，准直激光光束经过第二光束束腰调节组件高质量的准直圆光斑激光束或一定长宽比的准直椭圆光斑激光束，准直圆光斑激光束或准直椭圆光斑激光束入射第二偏振调整组件306，实现对激光斑偏振方向的调整。

可选的：第二准直透镜302可采用的准直透镜可以为非球面准直透镜。第二光源301设置在非球面准直透镜的像面工作距离以内，非球面准直透镜的数值孔径与第二光源301的发散角相匹配，非球面准直透镜可以将第二光源301的快轴和慢轴方向同时准直，从而获得截面为椭圆形的平行光束。

可选的：第二光束束腰调节组件包括第二透镜组303和第二棱镜组304，经过第二准直透镜302准直后形成准直激光光束依次经过第二透镜组303和第二棱镜组304。第二透镜组303通常包括两个透镜，如第一透镜和第二透镜，第一透镜和第二透镜组成的望远镜组，对准直光束压缩或扩束，用于获得更加理想的准直光束，但本申请中不局限于两个透镜。第二棱镜组304可包括两个梯形棱镜，但不限于两个梯形棱镜。调节第二棱镜组304的倍数可实现光束某一方向的压缩或扩束，经过第二棱镜组304的压缩或扩束后可得到高质量的准直圆光斑激光束或一定长宽比的准直椭圆光斑激光束。第二偏振调整组件306可选波片，如四分之一波片，用于调整光斑的偏振方向。

更进一步，第二激光整形子模块还包括第二取光镜305和第二激光探测器307，所述第二取光镜305设置在所述第二光束束腰调节组件和所述第二偏振调整组件306之间，所述第二激光探测器307设置在所述第二取光镜305的一侧。第二取光镜305可将准直圆光斑激光束或准直椭圆光斑激光束进行分束，通过第二取光镜305分出部分光束入射到第二激光探测器307，通过第二激光探测器307实现对该激光斑能量的监测与控制。

在本申请具体实施方式中，激光器模块不局限于两个，还可以为三个、四个等，可根据流式细胞仪对不同波长激光光束的需求而定。当激光器模块的数量发生变化时，反射镜模块和透反镜模块的数量将根据激光器模块的相互位置发生相应变化。如当激光器集束平台还包括第三激光器模块，产生第三波长激光束的整形，第三激光器模块与第一激光器模块2和第二激光器模块3并排设置且设置在第二激光器模块3的侧边，则激光器集束平台还包括透反镜模块，所述透反镜模块用于透射第一波长激光束的整形和第二波长激光束的整形以及反射第三波长激光束的整形。

在本申请实施例中，反射镜模块4还包括第一调节架8，所述反射镜片7固定连接所述第一调节架8，所述第一调节架8用于调节所述反射镜片7的位置，如调整反射镜片7与第一激光器模块2的相对位置关系。在本申请实施例中，第一调节架8优选高精度镜片调节架，实现高精度调节控制。

在本申请实施例中，透反镜模块5还包括第二调节架10，所述透反镜片9固定连接所述第二调节架10，所述第二调节架10用于调节所述透反镜片9的位置，如调整透反镜片9与第一激光器模块2和第二激光器模块3的相对位置关系。在本申请实施例中，第二调节架10优选高精度镜片调节架，实现高精度调节控制。

在本申请实施例中，使用第一调节架8和第二调节架10固定反射镜片7和透反镜片9，不仅便于反射镜片7和透反镜片9安装固定，而且便于反射镜片7和透反射镜片5调整。并且，在本申请实施例中，调节第一调节架8和第二调节架10可实现第一激光器模块2和第二激光器模块3光斑位置的调整。

聚焦模块6还包括聚焦镜座12和平移架13，所述聚焦镜镜片11固定在所述聚焦镜座12，所述平移架13固定连接所述集束平台基座1，所述聚焦镜座12固定连接所述平移架13。聚焦镜座12和平移架13相互作用，实现聚焦镜镜片11的可调节控制。在本申请实施例中平移架13优选高精度平移架，实现高精度移动控制。调整平移架13可实现调节聚焦光束焦点的前后移动，便于获得高质量的聚焦光束。

基于本申请实施例提供的流式细胞仪激光器集束平台，本申请实施例还提供了一种流式细胞仪，包括激发光源系统，所述激发光源系统包括上述实施例所述的流式细胞仪激光器集束平台。

本申请提供的一种流式细胞仪激光器集束平台及流式细胞仪中，第一激光器模2块产生第一整形激光光束，第二激光器模块3产生第二整形激光光束，第一整形激光光束依次经过反射镜模块4、透反镜模块5和聚焦模块6，第二整形激光光束依次经过透反镜模块5和聚焦模块6，聚焦模块6将第一整形激光光束和第二整形激光光束聚焦整形成聚焦光束，聚焦光束用于流式细胞仪。本申请提供的流式细胞仪激光器集束平台，能产生高质量的易调节光束输出，结构简单，在使用过程中安装方便、装调容易、易于实现、结构紧凑、成本较低，可以有效地实现激光的整形和集束合光。本申请提供的流式细胞仪激光器集束平台及流式细胞仪，降低流式细胞仪用激发光源系统的结构复杂性，提高激发光源系统的精度以及性能稳定性。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种流式细胞仪激光器集束平台，其特征在于，包括固定设置在集束平台基座上的激光器模块组、反射镜模块、透反镜模块和聚焦模块；其中，

所述激光器模块组至少包括两个激光器模块，所述两个激光器模块为第一激光器模块和第二激光器模块；

所述第一激光器模块包括第一光源和第一激光整形子模块，所述第一激光整形子模块用于整形所述第一光源的输出光束，产生第一整形激光光束；所述第二激光器模块包括第二光源和第二激光整形子模块，所述第二激光整形子模块用于整形所述第二光源的输出光束，产生第二整形激光光束，所述第一整形激光光束的波长不同于所述第二整形激光光束的波长；

所述反射镜模块包括反射镜片，所述反射镜片位于所述第一整形激光光束的路径上，用于反射所述第一整形激光光束；所述透反镜模块包括透反镜片，所述透反镜片位于所述第一整形激光光束和所述第二整形激光光束的路径上，用于透射所述第一整形激光光束以及反射所述第二整形激光光束；

所述聚焦模块包括聚焦镜镜片，所述聚焦镜镜片位于所述第一整形激光光束和所述第二整形激光光束的路径上，用于进行所述第一整形激光光束和第二整形激光光束的聚焦合束。

2.如权利要求1所述的流式细胞仪激光器集束平台，其特征在于，所述反射镜模块还包括第一调节架，所述反射镜片固定连接所述第一调节架，所述第一调节架用于调节所述反射镜片的位置。

3.如权利要求1所述的流式细胞仪激光器集束平台，其特征在于，所述透反镜模块还包括第二调节架，所述透反射镜片固定连接所述第二调节架，所述第二调节架用于调节所述透反射镜片的位置。

4.如权利要求1所述的流式细胞仪激光器集束平台，其特征在于，所述聚焦模块还包括聚焦镜座和平移架，所述聚焦镜镜片固定在所述聚焦镜座，所述平移架固定连接所述集束平台基座，所述聚焦镜座固定连接所述平移架。

5.如权利要求1所述的流式细胞仪激光器集束平台，其特征在于，所述第一激光整形子模块包括依次排列的第一准直透镜、第一光束束腰调节组件和第一偏振调整组件，所述第一光源的输出光束依次经过所述第一准直透镜、第一光束束腰调节组件和第一偏振调整组件。

6.如权利要求5所述的流式细胞仪激光器集束平台，其特征在于，所述第一光束束腰调节组件包括依次排列的第一透镜组和第一棱镜组，所述第一光源的输出光束依次经过所述第一透镜组和第一棱镜组。

7.如权利要求5所述的流式细胞仪激光器集束平台，其特征在于，所述第一激光整形子模块还包括第一取光镜和第一激光探测器，所述第一取光镜设置在所述第一光束束腰调节组件和第一偏振调整组件之间，所述第一激光探测器设置在所述第一取光镜的一侧，用于接收所述第一取光镜分出的光束。

8.如权利要求1所述的流式细胞仪激光器集束平台，其特征在于，所述第二激光整形子模块包括依次排列的第二准直透镜、第二光束束腰调节组件和第二偏振调整组件，所述第二光源的输出光束依次经过所述第二准直透镜、第二光束束腰调节组件和第二偏振调整组件。

9.如权利要求8所述的流式细胞仪激光器集束平台，其特征在于，所述第二光束束腰调节组件包括依次排列的第二透镜组和第二棱镜组，所述第二光源的输出光束依次经过所述第二透镜组和第二棱镜组。

10.一种流式细胞仪，其特征在于，包括激发光源系统，所述激发光源系统包括权利要求1-9任一项所述的流式细胞仪激光器集束平台。