CN214151273U - 一种用于流式细胞仪的多色激光光路系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于流式细胞仪的多色激光光路系统，由三个激光准直整形模块和激光合束聚焦模块组成，每个所述激光准直整形模块包括LD二极管、透镜和棱镜，所述LD二极管、所述透镜和所述棱镜从上至下依次设置，所述激光合束聚焦模块包括反射镜、总分射镜和消色差透镜，所述反射镜、所述总分射镜和所述消色差透镜从左至右依次设置。利用非球面聚焦透镜和棱镜对LD激光二极管进行准直和整形，使LD快轴和慢轴方向的光束能通过同一聚焦镜同时聚焦，且聚焦光斑不受光路长度影响，较传统以柱面透镜光路变化系统具有更强的适用性和操作性，降低了仪器成本，可拓展性强，光斑的大小不受光路的长度影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及流式细胞分析设备技术领域，尤其涉及一种用于流式细胞仪的多色激光光路系统。
背景技术
流式细胞仪的工作原理基于细胞粒子对激光的散射以及激光对荧光标记物的激发，为了尽可能多地反应细胞粒子的生物学特征，需要增加激光通道。由于高斯光束的传播特性以及LD激光器快慢轴光束的不对称性，难以通过简单系统既能将不同的LD激光器进行合束并得到所需大小(8×80um)的光斑，并且使聚焦光斑大小不受光路长度的影响。通常人们采用两个正交的柱面镜分别对LD的快轴和慢轴分别进行准直或聚焦操作，但是按照此方式设计出的用于流式细胞仪的多色激光光路系统，稳定性较差，同时成本较高，体积较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于流式细胞仪的多色激光光路系统，旨在解决现有技术中的用于流式细胞仪的多色激光光路系统，稳定性较差，同时成本较高，体积较大的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的一种用于流式细胞仪的多色激光光路系统，由三个激光准直整形模块和激光合束聚焦模块组成，每个所述激光准直整形模块包括LD二极管、透镜和棱镜，所述LD二极管、所述透镜和所述棱镜从上至下依次设置，所述激光合束聚焦模块包括反射镜、总分射镜和消色差透镜，所述反射镜、所述总分射镜和所述消色差透镜从左至右依次设置。
其中，所述总分射镜由第一分射镜和第二分射镜组成，每个所述激光准直整形模块从左置右依次设置，且第一个所述激光准直整形模块与所述反射镜相匹配，第二个所述激光准直整形模块与所述第一分射镜相对应，第三个所述激光准直整形模块与所述第二分射镜相对应。
其中，三个所述激光准直整形模块的波长不同。
其中，所述透镜为非球面透镜。
其中，每个所述棱镜包括由第一棱镜片和第二棱镜片组件。
其中，每个所述棱镜中的所述第一棱镜片和所述第二棱镜片依次交错设置。
本实用新型的有益效果体现在：每个激光准直整形模块均是由所述LD二极管、非球面的所述透镜和所述棱镜组成。非球面的所述透镜将所述LD二极管份发光光束进行准直，所述棱镜用来对准直后的光束慢轴方向按所需光斑大小进行一定比例的压缩或者放大；所述激光合束聚焦模块是由所述反射镜、所述总分色镜以及所述消色差透镜组成。所述反射镜是将波长λ1准直整形后的光束进行反射，以便与波长λ2和波长λ3准直整形后的光束进行合束。所述分色镜允许波长λ1光束透过，而对波长λ2光束进行反射，所述分色镜允许对波长λ1、波长λ2光束透过，而对波长λ3光束反射。由三个所述激光准直整形模块产生的三束单波长光线经过所述反射镜、所述第一分射镜和所述第二分射镜光学器件将合为一束多波长光束，并通过所述消色差透镜聚焦为特定大小的光斑于鞘流器流道中，实现对其中细胞粒子的多波长散射以及多波长荧光激发。在这里，所述棱镜在光路中的位置以及整个光路的长度均不会对聚焦光斑产生明显影响，因此可以极大缩小系统结构，也能在此基础上继续添加其他波长的光路结构，甚至实现全光谱光路系统，因此所述用于流式细胞仪的多色激光光路系统稳定性好，降低了仪器成本和体积。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的用于流式细胞仪的多色激光光路系统的结构示意图。
图2是本实用新型的L405P150型号的LD二极管的光斑辐射度示意图。
图3是本实用新型的L488P60型号的LD二极管的光斑辐射度示意图。
图4是本实用新型的L638P150型号的LD二极管的光斑辐射度示意图。
1-激光准直整形模块、2-激光合束聚焦模块、3-LD二极管、4-透镜、5-棱镜、51-第一棱镜片、52-第二棱镜片、6-反射镜、7-总分射镜、71-第一分射镜、72-第二分射镜、8-消色差透镜、9-鞘流器流道。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图4，本实用新型提供了一种用于流式细胞仪的多色激光光路系统，由三个激光准直整形模块1和激光合束聚焦模块2组成，每个所述激光准直整形模块1包括LD二极管3、透镜4和棱镜5，所述LD二极管3、所述透镜4和所述棱镜5从上至下依次设置，所述激光合束聚焦模块2包括反射镜6、总分射镜7和消色差透镜84，所述反射镜6、所述总分射镜7和所述消色差透镜84从左至右依次设置。
所述总分射镜7由第一分射镜71和第二分射镜72组成，每个所述激光准直整形模块1从左置右依次设置，且第一个所述激光准直整形模块1与所述反射镜6相匹配，第二个所述激光准直整形模块1与所述第一分射镜71相对应，第三个所述激光准直整形模块1与所述第二分射镜72相对应。
三个所述激光准直整形模块1的波长不同。
所述透镜4为非球面透镜4。
每个所述棱镜5包括由第一棱镜片51和第二棱镜片52组件。
每个所述棱镜5中的所述第一棱镜片51和所述第二棱镜片52依次交错设置。
在本实施方式中，每个激光准直整形模块1均是由所述LD二极管3、非球面的所述透镜4和所述棱镜5组成。非球面的所述透镜4将所述LD二极管3份发光光束进行准直，所述棱镜5用来对准直后的光束慢轴方向按所需光斑大小进行一定比例的压缩或者放大；所述激光合束聚焦模块2是由所述反射镜6、所述总分色镜以及所述消色差透镜84组成。所述反射镜6是将波长λ1准直整形后的光束进行反射，以便与波长λ2和波长λ3准直整形后的光束进行合束。所述分色镜允许波长λ1光束透过，而对波长λ2光束进行反射，所述分色镜允许对波长λ1、波长λ2光束透过，而对波长λ3光束反射。由三个所述激光准直整形模块1产生的三束单波长光线经过所述反射镜6、所述第一分射镜71和所述第二分射镜72光学器件将合为一束多波长光束，并通过所述消色差透镜84聚焦为特定大小的光斑于鞘流器流道9中，实现对其中细胞粒子的多波长散射以及多波长荧光激发。在这里，所述棱镜5在光路中的位置以及整个光路的长度均不会对聚焦光斑产生明显影响，因此可以极大缩小系统结构，也能在此基础上继续添加其他波长的光路结构，甚至实现全光谱光路系统，因此所述用于流式细胞仪的多色激光光路系统稳定性好，降低了仪器成本和体积。
不同的所述LD二极管3，以及所需光斑大小对于光学器件的参数要求通常也不尽相同，但是设计思路都是一样，即根据所需光斑大小及所述LD二极管3参数选择适当非球面的所述透镜4进行准直，然后通过所述棱镜5进行光束整形，再通过所述反射镜6或者所述总分射镜7进行合束，最后通过所述消色差透镜84聚焦于鞘流器流道9内。
为验证上述光路系统所获得的有益效果，提供一套可直接市面购买的元器件，方便进行设计开发，根据流式细胞仪的要求，设计的光斑大小为8×80微米。所述LD二极管3的波长分别为405、488和638纳米，对应于表中的L405P150、L488P60和L638P150。所述棱镜5由一对变形棱镜5组PS870组成，非球面的透镜4为焦距为5.5毫米、5.5毫米和9.5毫米的型号为87#145、87#145和69#854。
最后的聚焦镜选用的是焦距为50毫米的消色差透镜84AC254050A。
最终结果如图2至图4所示，三个不同的所述LD二极管3发出的光束经过简单的透镜4变换和光束变形后，通过f为50毫米的消色差聚焦镜，在聚焦距43.46mm处得到了近似8×80um大小的光斑，且均不存在明显的旁瓣，满足流式细胞仪的工作要求。
综上所述：本实用新型利用非球面聚焦透镜4和棱镜5对LD激光二极管进行准直和整形，使LD快轴和慢轴方向的光束能通过同一聚焦镜同时聚焦，且聚焦光斑不受光路长度影响。丰富了流式细胞仪中的光路系统，增强流式细胞仪的功能，优化了LD激光二极管多光路合束系统，较传统以柱面透镜4光路变化系统具有更强的适用性和操作性，降低了仪器成本，可拓展性强，光斑的大小不受光路的长度影响，可以在此基础上继续添加更多的光路系统。
以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。
Claims (6)
1.一种用于流式细胞仪的多色激光光路系统，其特征在于，
由三个激光准直整形模块和激光合束聚焦模块组成，每个所述激光准直整形模块包括LD二极管、透镜和棱镜，所述LD二极管、所述透镜和所述棱镜从上至下依次设置，所述激光合束聚焦模块包括反射镜、总分射镜和消色差透镜，所述反射镜、所述总分射镜和所述消色差透镜从左至右依次设置。
2.如权利要求1所述的用于流式细胞仪的多色激光光路系统，其特征在于，
所述总分射镜由第一分射镜和第二分射镜组成，每个所述激光准直整形模块从左置右依次设置，且第一个所述激光准直整形模块与所述反射镜相匹配，第二个所述激光准直整形模块与所述第一分射镜相对应，第三个所述激光准直整形模块与所述第二分射镜相对应。
3.如权利要求1所述的用于流式细胞仪的多色激光光路系统，其特征在于，三个所述激光准直整形模块的波长不同。
4.如权利要求1所述的用于流式细胞仪的多色激光光路系统，其特征在于，所述透镜为非球面透镜。
5.如权利要求1所述的用于流式细胞仪的多色激光光路系统，其特征在于，每个所述棱镜包括由第一棱镜片和第二棱镜片组件。
6.如权利要求5所述的用于流式细胞仪的多色激光光路系统，其特征在于，每个所述棱镜中的所述第一棱镜片和所述第二棱镜片依次交错设置。
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| CN202023033923.7U CN214151273U (zh) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | 一种用于流式细胞仪的多色激光光路系统 |
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| CN202023033923.7U CN214151273U (zh) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | 一种用于流式细胞仪的多色激光光路系统 |
Publications (1)
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| CN (1) | CN214151273U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114136867A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-04 | 清华大学 | 用于流式细胞仪荧光色散的光路设计方法和装置 |
| CN114234131A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-03-25 | 晶影光学技术(常熟)有限公司 | 一种合束分光照明系统 |
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2020
- 2020-12-16 CN CN202023033923.7U patent/CN214151273U/zh active Active
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