CN221101096U - 一种基于光纤传光的合束装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光学设备技术领域，具体涉及一种基于光纤传光的合束装置，底座的上端设置有操作台，操作台的上端一侧设置有物镜，操作台下端设置有第一光源，操作台的一侧设置有操作口，LED具有较大的发散性，本方案使用价格低廉的非球面透镜进行LED光源的准直，同时利用三个光阑对光源直径进行严格控制，保证不同光源光斑大小一致，利用两个反向放置的匹配二向色镜厚度的平行平板矫正二向色镜厚度引入的光束偏转，保证物镜前后不同波长的光源精准合束，没有增加额外的位置和角度调节零件，以简便的光路设置和操作实现不同光源的精准合束。

Description

一种基于光纤传光的合束装置

技术领域

本实用新型涉及光学设备技术领域，尤其涉及一种基于光纤传光的合束装置。

背景技术

多色宽场荧光成像光路是一种非常成熟的光路方案，已经被广泛应用于各种显微成像设备中。多通道荧光成像通常需要有两个以上激发光源，且要求光源之间保持良好的共轴性。为了避免不同光源切换带来的成像差异，还需要严格保证物镜前的光斑参数一致，如发散角、光斑直径等。

现有的集成化的荧光分光装置通常采用商用二向色镜，搭配笼式立方体，方便与其他系统进行集成。但由于二向色镜通常具有1-3mm不等的厚度，透射光会发生一定的平移，由于不同光源经过的二向色镜数量不等，最后的合束光通常是几个交叉但不重合的光斑。专利CN109212767B一种激光合束系统，利用偏振变换原件实现高质量合束光，但是没有考虑到镜片厚度带来的平移。专利CN116365364A一种多波长激光合束装置使用多个透反单元实现多波长激光的合束，也没有解决多个透反单元厚度带来的光束位移。专利CN114485931A一种光纤传输的荧光分光装置，利用设计的角度可调二向色镜和三个多自由度调节器实现光路的严格合束，能够一定程度上解决镜片厚度带来的光束位移，但是系统设计复杂，且需要大量的调节部件、对光路搭建具有较高的要求，难以大范围推广。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于光纤传光的合束装置，以简便的光路设置实现不同光源的精准合束，且系统需要能够方便地与其他部件组合，适合于大范围推广，具有普适性。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于光纤传光的合束装置，底座的上端设置有操作台，操作台的上端一侧设置有物镜，操作台下端设置有第一光源，操作台的一侧设置有操作口；

合束机构，合束机构包括设置在第一光源上端的第一组耦合光纤，第一组耦合光纤的上端外侧设置有第一组光纤加持件，第一组光纤加持件的上端设置有第一组非球面透镜，第一组非球面透镜上方设置有第一组二向色镜，第一组二向色镜的一侧设置有第一组光阑，第一组光阑的一侧设置有第一组平行平板，第一组平行平板的一侧设置有第二组二向色镜，第二组二向色镜的一侧设置有第二组光阑，第二组光阑的一侧设置有第二组平行平板，第二组平行平板的一侧设置有第三组二向色镜，第三组二向色镜的一侧设置有第三组光阑，第三组光阑的一侧设置有第四组二向色镜，第四组二向色镜的上方设置有物镜；

调节机构，调节机构包括设置在光纤加持件两侧置物台，置物台的上端设置有支板，支板的上端设置有固定框，固定框的内部设置有两组转动块，两组转动块与二向色镜相配合，置物台的内部设置有滑动槽，滑动槽的内部设置有两组滑动块，两组滑动块的尺寸与滑动槽相适配，第一组滑动块的上端设置有第一滑动板，第二组滑动块的上端设置有第二滑动板。

优选的，第一光源选择四百一十纳米LED光源，带宽二十纳米，第一光源的一侧设置有第二光源，第二光源的一侧这只有第三光源，第二光源选择四百七十纳米LED光源，带宽二十纳米，第三光源选择五百六十纳米LED光源，带宽二十纳米，第一光源的上端连接有耦合光纤，耦合光纤选择直径四百微米多模光纤。

优选的，耦合光纤的上端外侧滑动连接有支架，支架的上端设置有光纤加持件，光纤加持件的内侧与耦合光纤固定连接，光纤加持件的上端固定连接有非球面透镜，非球面透镜选择焦距二十毫米。

优选的，非球面透镜的上方设置有二向色镜，二向色镜选择长通，厚度一毫米，二向色镜的一侧设置有光阑，光阑的一侧设置有平行平板，平行平板厚度为一毫米。

优选的，第四组二向色镜的上端设置有物镜，物镜套设在操作台的上端内部。

优选的，置物台的下端固定连接有四组支架。

优选的，第一滑动板的上端一侧与光阑固定连接，第二滑动板的上端一侧与平行平板固定连接。

优选的，置物台的上端固定连接有支板，支板的上端固定连接有固定框，固定框的内部转动连接有两组转动块，一组转动块的一侧与另一组转动块的另一侧与二向色镜的外侧转动连接。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型通过设计合束机构，LED具有较大的发散性，本方案使用价格低廉的非球面透镜进行LED光源的准直，同时利用三个光阑对光源直径进行严格控制，保证不同光源光斑大小一致，利用两个反向放置的匹配二向色镜厚度的平行平板矫正二向色镜厚度引入的光束偏转，保证物镜前后不同波长的光源精准合束，没有增加额外的位置和角度调节零件，以简便的光路设置和操作实现不同光源的精准合束。

2.本实用新型通过设计调节机构，一般系统设计复杂，且需要大量的调节部件、对光路搭建具有较高的要求，难以大范围推广，本方案可以移动光阑、平行平板使其能够调整在置物台上的位置，并且可以调整二向色镜角度能够方便地与其他部件配合，适合于大范围推广，具有普适性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，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为本实用新型实施例一种基于光纤传光的合束装置的整体立体示意图；

图2为本实用新型实施例一种基于光纤传光的合束装置的图1中A-A处剖面示意图；

图3为本实用新型实施例一种基于光纤传光的合束装置的图1中B-B处剖面示意图；

图4为本实用新型实施例一种基于光纤传光的合束装置的图2中C处结构放大示意图。

图中标记为：1、底座；2、操作台；3、第一光源；4、操作口；5、耦合光纤；6、置物台；7、支架；8、光纤加持件；9、非球面透镜；10、支板；11、固定框；12、转动块；13、二向色镜；14、第一滑动板；15、光阑；16、第二滑动板；17、平行平板；18、滑动槽；19、滑动块；20、物镜；21、第二光源；22、第三光源。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本实用新型进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图1至图4所示，本实用新型具体实施例提供一种基于光纤传光的合束装置，底座1的上端设置有操作台2，操作台2的上端一侧设置有物镜20，操作台2下端设置有第一光源3，操作台2的一侧设置有操作口4；

合束机构，合束机构包括设置在第一光源3上端的第一组耦合光纤5，第一组耦合光纤5的上端外侧设置有第一组光纤加持件8，第一组光纤加持件8的上端设置有第一组非球面透镜9，第一组非球面透镜9上方设置有第一组二向色镜13，第一组二向色镜13的一侧设置有第一组光阑15，第一组光阑15的一侧设置有第一组平行平板17，第一组平行平板17的一侧设置有第二组二向色镜13，第二组二向色镜13的一侧设置有第二组光阑15，第二组光阑15的一侧设置有第二组平行平板17，第二组平行平板17的一侧设置有第三组二向色镜13，第三组二向色镜13的一侧设置有第三组光阑15，第三组光阑15的一侧设置有第四组二向色镜13，第四组二向色镜13的上方设置有物镜20；

调节机构，调节机构包括设置在光纤加持件8两侧置物台6，置物台6的上端设置有支板10，支板10的上端设置有固定框11，固定框11的内部设置有两组转动块12，两组转动块12与二向色镜13相配合，置物台6的内部设置有滑动槽18，滑动槽18的内部设置有两组滑动块19，两组滑动块19的尺寸与滑动槽18相适配，第一组滑动块19的上端设置有第一滑动板14，第二组滑动块19的上端设置有第二滑动板16。

具体的，如图1、图2和图4所示，第一光源3选择四百一十纳米LED光源，带宽二十纳米，第一光源3的一侧设置有第二光源21，第二光源21的一侧这只有第三光源22，第二光源21选择四百七十纳米LED光源，带宽二十纳米，第三光源22选择五百六十纳米LED光源，带宽二十纳米，第一光源3的上端连接有耦合光纤5，耦合光纤5选择直径四百微米多模光纤，耦合光纤5的上端外侧滑动连接有支架7，支架7的上端设置有光纤加持件8，光纤加持件8的内侧与耦合光纤5固定连接，光纤加持件8的上端固定连接有非球面透镜9，非球面透镜9选择焦距二十毫米，非球面透镜9的上方设置有二向色镜13，二向色镜13选择长通，厚度一毫米，二向色镜13的一侧设置有光阑15，光阑15的一侧设置有平行平板17，平行平板17厚度为一毫米，第四组二向色镜13的上端设置有物镜20，物镜20套设在操作台2的上端内部。

通过采用上述技术方案，工作时，通过调整第三组光阑15控制合束光斑的直径。由于LED具有较大的发散性，单个非球面透镜9无法保证光束的绝对准直，可以通过第一组光阑15、第二组光阑158进行前置光源的微调。由于使用三根相同参数的耦合光纤5和非球面透镜9，能够保证三个光源的发散角相同，仅通过配合调整三组光阑15的孔径大小即可以保证不同光源光斑大小一致，第一组平行平板17、第二组平行平板17选择厚度和折射率与二向色镜13相同的平板，与第一组二向色镜13、第二组二向色镜13、第三组二向色镜13呈90度放置，矫正二向色镜厚度引入的光束偏转，保证不同光源光斑大小一致，保证物镜20前后不同波长的光源精准合束，没有增加额外的位置和角度调节零件，以简便的光路设置和操作实现不同光源的精准合束。

具体的，如图1、图2和图3所示，置物台6的下端固定连接有四组支架7，置物台6的内部设置有滑动槽18，滑动槽18的内部滑动连接有两组滑动块19，两组滑动块19的尺寸与滑动槽18相适配，第一组滑动块19的上端固定连接有第一滑动板14，第二组滑动块19的上端固定连接有第二滑动板16，第一滑动板14的上端一侧与光阑15固定连接，第二滑动板16的上端一侧与平行平板17固定连接，置物台6的上端固定连接有支板10，支板10的上端固定连接有固定框11，固定框11的内部转动连接有两组转动块12，一组转动块12的一侧与另一组转动块12的另一侧与二向色镜13的外侧转动连接。

通过采用上述技术方案，工作时，通过调整第一滑动板14移动光阑15，调整第二滑动板16移动平行平板17，使其合束组件调整到互相配合的位置，转动转动块12使其二向色镜13的角度发生变化，微调二向色镜13的角度，保证二向色镜13与平行平板17呈九十度放置，有利于调整二向色镜13角度，使其能够方便地与其他部件配合，适合于大范围推广，具有普适性。

工作原理：工作时，通过调整第三组光阑15控制合束光斑的直径。由于LED具有较大的发散性，单个非球面透镜9无法保证光束的绝对准直，可以通过第一组光阑15、第二组光阑158进行前置光源的微调。由于使用三根相同参数的耦合光纤5和非球面透镜9，能够保证三个光源的发散角相同，仅通过配合调整三组光阑15的孔径大小即可以保证不同光源光斑大小一致，第一组平行平板17、第二组平行平板17选择厚度和折射率与二向色镜13相同的平板，与第一组二向色镜13、第二组二向色镜13、第三组二向色镜13呈90度放置，矫正二向色镜厚度引入的光束偏转，保证不同光源光斑大小一致，保证物镜20前后不同波长的光源精准合束，没有增加额外的位置和角度调节零件，以简便的光路设置和操作实现不同光源的精准合束；

通过调整第一滑动板14移动光阑15，调整第二滑动板16移动平行平板17，使其合束组件调整到互相配合的位置，转动转动块12使其二向色镜13的角度发生变化，微调二向色镜13的角度，保证二向色镜13与平行平板17呈九十度放置，有利于调整二向色镜13角度，使其能够方便地与其他部件配合，适合于大范围推广，具有普适性。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本实用新型的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本实用新型旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于光纤传光的合束装置，其特征在于，底座(1)的上端设置有操作台(2)，所述操作台(2)的上端一侧设置有物镜(20)，所述操作台(2)下端设置有第一光源(3)，所述操作台(2)的一侧设置有操作口(4)；

合束机构，所述合束机构包括设置在第一光源(3)上端的第一组耦合光纤(5)，第一组所述耦合光纤(5)的上端外侧设置有第一组光纤加持件(8)，第一组所述光纤加持件(8)的上端设置有第一组非球面透镜(9)，第一组所述非球面透镜(9)上方设置有第一组二向色镜(13)，第一组所述二向色镜(13)的一侧设置有第一组光阑(15)，第一组所述光阑(15)的一侧设置有第一组平行平板(17)，第一组所述平行平板(17)的一侧设置有第二组二向色镜(13)，第二组所述二向色镜(13)的一侧设置有第二组光阑(15)，第二组所述光阑(15)的一侧设置有第二组平行平板(17)，第二组所述平行平板(17)的一侧设置有第三组二向色镜(13)，第三组所述二向色镜(13)的一侧设置有第三组光阑(15)，第三组所述光阑(15)的一侧设置有第四组二向色镜(13)，第四组所述二向色镜(13)的上方设置有物镜(20)；

调节机构，所述调节机构包括设置在光纤加持件(8)两侧置物台(6)，所述置物台(6)的上端设置有支板(10)，所述支板(10)的上端设置有固定框(11)，所述固定框(11)的内部设置有两组转动块(12)，两组所述转动块(12)与二向色镜(13)相配合，所述置物台(6)的内部设置有滑动槽(18)，所述滑动槽(18)的内部设置有两组滑动块(19)，两组所述滑动块(19)的尺寸与滑动槽(18)相适配，第一组所述滑动块(19)的上端设置有第一滑动板(14)，第二组所述滑动块(19)的上端设置有第二滑动板(16)。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤传光的合束装置，其特征在于，所述第一光源(3)选择四百一十纳米LED光源，带宽二十纳米，所述第一光源(3)的一侧设置有第二光源(21)，所述第二光源(21)的一侧设置有第三光源(22)，所述第二光源(21)选择四百七十纳米LED光源，带宽二十纳米，所述第三光源(22)选择五百六十纳米LED光源，带宽二十纳米，所述第一光源(3)的上端连接有耦合光纤(5)，所述耦合光纤(5)选择直径四百微米多模光纤。

3.根据权利要求2所述的一种基于光纤传光的合束装置，其特征在于，所述耦合光纤(5)的上端外侧滑动连接有支架(7)，所述支架(7)的上端设置有光纤加持件(8)，所述光纤加持件(8)的内侧与耦合光纤(5)固定连接，所述光纤加持件(8)的上端固定连接有非球面透镜(9)，所述非球面透镜(9)选择焦距二十毫米。

4.根据权利要求3所述的一种基于光纤传光的合束装置，其特征在于，所述非球面透镜(9)的上方设置有二向色镜(13)，所述二向色镜(13)选择长通，厚度一毫米，所述二向色镜(13)的一侧设置有光阑(15)，所述光阑(15)的一侧设置有平行平板(17)，所述平行平板(17)厚度为一毫米。

5.根据权利要求4所述的一种基于光纤传光的合束装置，其特征在于，第四组所述二向色镜(13)的上端设置有物镜(20)，所述物镜(20)套设在操作台(2)的上端内部。

6.根据权利要求5所述的一种基于光纤传光的合束装置，其特征在于，所述置物台(6)的下端固定连接有四组支架(7)。

7.根据权利要求6所述的一种基于光纤传光的合束装置，其特征在于，所述第一滑动板(14)的上端一侧与光阑(15)固定连接，所述第二滑动板(16)的上端一侧与平行平板(17)固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于光纤传光的合束装置，其特征在于，所述置物台(6)的上端固定连接有支板(10)，所述支板(10)的上端固定连接有固定框(11)，所述固定框(11)的内部转动连接有两组转动块(12)，一组所述转动块(12)的一侧与另一组所述转动块(12)的另一侧与二向色镜(13)的外侧转动连接。