RU2818047C2 - Optical radiation source for exciting fluorescence, raman scattering in analytical and bioanalytical equipment - Google Patents

Optical radiation source for exciting fluorescence, raman scattering in analytical and bioanalytical equipment Download PDF

Info

Publication number
RU2818047C2
RU2818047C2 RU2021136982A RU2021136982A RU2818047C2 RU 2818047 C2 RU2818047 C2 RU 2818047C2 RU 2021136982 A RU2021136982 A RU 2021136982A RU 2021136982 A RU2021136982 A RU 2021136982A RU 2818047 C2 RU2818047 C2 RU 2818047C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radiation
laser
optical radiation
optical
video projector
Prior art date
Application number
RU2021136982A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021136982A (en
Inventor
Дмитрий Станиславович Андреев
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный университет"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный университет" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный университет"
Publication of RU2021136982A publication Critical patent/RU2021136982A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2818047C2 publication Critical patent/RU2818047C2/en

Links

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: invention relates to analytical and bioanalytical equipment used in various applied biological and biomedical research. Optical radiation source for fluorescence excitation, Raman scattering in analytical and bioanalytical equipment comprises a laser video projector, which controls laser radiation in accordance with a video signal received from a control computer, laser video projector is connected to a control computer through a feedback system including a camera receiving optical radiation through a focusing optical system. To correct optical radiation parameters, the control computer comprises a program for controlling optical radiation of the laser video projector through a video stream transmitted to the laser video projector. Laser video projector is in the form of a laser scanning video projector or a laser matrix video projector.
EFFECT: invention provides excitation of fluorescence, Raman scattering in analytical and bioanalytical equipment.
10 cl, 6 dwg

Description

Область техникиField of technology

Изобретение относится к аналитическому и биоаналитическому оборудованию, применимо в различных прикладных биологических и биомедицинских исследованиях. Источник оптического излучения, для возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов пригоден для использования в аналитическом и биоаналитическом оборудовании, а также в иных оптических приборах, включая, но не ограничиваясь, системы микроскопии и имидж-анализа, проточной цитометрии, спектроскопии, сканирования иммуноглобулиновых и ДНК-матриц, 3D-принтеров, системы машинного зрения.The invention relates to analytical and bioanalytical equipment, applicable in various applied biological and biomedical research. The source of optical radiation for excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals is suitable for use in analytical and bioanalytical equipment, as well as in other optical instruments, including, but not limited to, microscopy and image analysis systems, flow cytometry, spectroscopy, immunoglobulin scanning and DNA matrices, 3D printers, machine vision systems.

Уровень техники State of the art

Оптическое излучение: декогерированный и узкополосный свет, содержащий одну или более спектральных полос, модулированный свет с гомогенизированным профилем светового пучка- требуется в множестве оптических устройств, включая, но не ограничиваясь, системы микроскопии и имидж-анализа, проточной цитометрии, спектроскопии, сканирования иммуноглобулиновых и ДНК-матриц, 3D-принтеров, системы машинного зрения.Optical emission: decohered and narrowband light containing one or more spectral bands, modulated light with a homogenized light beam profile - required in a variety of optical devices, including, but not limited to, microscopy and imaging systems, flow cytometry, spectroscopy, immunoglobulin scanning and DNA matrices, 3D printers, machine vision systems.

Известные технические решения для получения оптического излучения, пригодного для возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования, включают блок лазерных излучателей либо блок светодиодных излучателей, блок гомогенизации или иного профилирования оптического излучения (например П-шейтер), блок компенсации термального дрейфа, блок декогенрирования и блок интерфейса в различных комбинациях. Это технически сложные решения, стоимость таких решений составляет десятки тысяч долларов и более. При этом известные устройства имеют ограниченные возможности корректировки параметров получаемого оптического излучения в режиме реального времени.Known technical solutions for producing optical radiation suitable for excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment include a block of laser emitters or a block of LED emitters, a unit for homogenization or other profiling of optical radiation (for example, a P-shater), and a compensation unit thermal drift, decogeneration unit and interface unit in various combinations. These are technically complex solutions, the cost of such solutions is tens of thousands of dollars or more. However, the known devices have limited capabilities for adjusting the parameters of the resulting optical radiation in real time.

Известен анализатор микрочипов на основе широкополевой флуоресцентной микроскопии с лазерной подсветкой и устройством для подавления спеклов, обеспечивающий ограниченное декогерирование луча с использованием оптических трубок и вращающихся зеркал (Источник [1]: Анализатор микрочипов на основе широкополевой флуоресцентной микроскопии с лазерной подсветкой и устройством для подавления спеклов. Ноябрь 2017. Биомедицинская оптика Экспресс 8(11):4798 DOI:10.1364/BOE.8.004798. [Microarray analyzer based on wide field fluorescent microscopy with laser illumination and a device for speckle suppression. November 2017. Biomedical Optics Express 8(11):4798 DOI:10.1364/BOE.8.004798 Authors:Yuri Lysov, Victor Barsky Dmitriy Urasov, Roman Urasov]. Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/320207384_Microarray_analyzer_based_on_wide_field_fluorescent_microscopy _with_laser_illumination_and_a_device_for_speckle_suppression). Анализатор содержит лазеры для возбуждения флуоресценции, барьерные фильтры, оптику для проецирования изображений на детектор изображений и устройство для подавления лазерных пятен на подложке микрочипа. Устройство подавления спеклов содержит волоконно-оптический пучок и вращающееся зеркало, расположенное таким образом, чтобы изменять расстояние между торцом пучка и зеркальной поверхностью во время каждого оборота зеркала. A known microchip analyzer based on wide-field fluorescence microscopy with laser illumination and a device for speckle suppression, providing limited decoherence of the beam using optical tubes and rotating mirrors (Source [1]: Microchip analyzer based on wide-field fluorescence microscopy with laser illumination and a device for speckle suppression. November 2017. Biomedical Optics Express 8(11):4798 DOI:10.1364/BOE.8.004798. [Microarray analyzer based on wide field fluorescent microscopy with laser illumination and a device for speckle suppression. November 2017. Biomedical Optics Express 8(11): 4798 DOI:10.1364/BOE.8.004798 Authors:Yuri Lysov, Victor Barsky Dmitriy Urasov, Roman Urasov]. Access mode: https://www.researchgate.net/publication/320207384_Microarray_analyzer_based_on_wide_field_fluorescent_microscopy _with_laser_illumination_and_a_device_for_ speckle_suppression). The analyzer contains lasers for excitation of fluorescence, barrier filters, optics for projecting images onto an image detector, and a device for suppressing laser spots on the microchip substrate. The speckle suppression device contains a fiber-optic beam and a rotating mirror located in such a way as to change the distance between the end of the beam and the mirror surface during each revolution of the mirror.

Не позволяет создавать декогерированный и узкополосный, содержащий одну или более спектральных полос, модулированный свет (оптическое излучение) с гомогенизированным динамически перестраиваемым, профилем светового пучка, для возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов. It does not allow the creation of decohered and narrow-band, containing one or more spectral bands, modulated light (optical radiation) with a homogenized, dynamically tunable light beam profile for excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals.

Не позволяет создавать оптические системы, требующие гомогенизированного и/или декогерированного и/или узкополосного и/или многополосного и/или импульсного и/или модулированного и/или динамически перестраиваемого оптического излучения в экономичном и/или портативном и/или энергосберегающем формате, включая, но не ограничиваясь, системы микроскопии и имидж-анализа, проточной цитометрии, спектроскопии, сканирования иммуноглобулиновых и ДНК-матриц, 3D-принтеров, системы машинного зрения.Does not allow the creation of optical systems requiring homogenized and/or decohered and/or narrowband and/or multiband and/or pulsed and/or modulated and/or dynamically tunable optical radiation in a cost-effective and/or portable and/or energy-saving format, including but not limited to not limited to, microscopy and image analysis systems, flow cytometry, spectroscopy, scanning of immunoglobulin and DNA matrices, 3D printers, machine vision systems.

Известен модуль компенсации термального дрейфа в цитометрии (Источник [2]: Laser beam stabilizer. Режим доступа: https://www.kineticriver.com/beam-genie/ ) активно компенсирует рассогласование лазерного луча из-за тепловых сдвигов в наведении лазера, обеспечивая правильное наведение лазерного луча на намеченную цель.The known module for compensation of thermal drift in cytometry (Source [2]: Laser beam stabilizer. Access mode: https://www.kineticriver.com/beam-genie/) actively compensates for mismatch of the laser beam due to thermal shifts in laser aiming, providing correct aiming of the laser beam at the intended target.

Известен модуль гомогенизации (П-шейпер) (Источник [3]: Формирователи плоского луча [AdlOptica πShaper Flat Top Beam Shapers]. Режим доступа: https://www.edmundoptics.com/f/flat-top-beam-shapers/15036/). Это оптические системы отображения преломляющего поля, которые преобразуют коллимированные входные гауссовские лучи в коллимированные плоские лучи с равномерным распределением интенсивности и плоским фазовым фронтом. Благодаря оптической конструкции отображения поля равномерное распределение интенсивности преобразованного луча стабильно на больших расстояниях, что делает его подходящим для голографии, микроскопии и системной интеграции. A homogenization module (P-shaper) is known (Source [3]: Flat Top Beam Shapers [AdlOptica πShaper Flat Top Beam Shapers]. Access mode: https://www.edmundoptics.com/f/flat-top-beam-shapers/15036 /). These are refractive field imaging optical systems that convert collimated input Gaussian beams into collimated plane beams with a uniform intensity distribution and a flat phase front. Thanks to the optical field mapping design, the uniform intensity distribution of the converted beam is stable over long distances, making it suitable for holography, microscopy and system integration.

Функционал не предполагает настройки и динамической корректировки.The functionality does not involve configuration or dynamic adjustment.

Возможность свободной и динамической перестройки интенсивности излучения в сечении луча достижима при использовании как массивов микрозеркал (DLP), так и сканирующих микромеханических устройств (MEMS), а также массивов жидкокристаллических ячеек и аналогичных систем, однако изготовленные индивидуально, такие решения требуют специализированных интерфейсов, и требуют оптимизации для массового применения. The ability to freely and dynamically adjust the radiation intensity in the beam cross section is achievable using both arrays of micromirrors (DLP) and scanning micromechanical devices (MEMS), as well as arrays of liquid crystal cells and similar systems, however, such solutions, manufactured individually, require specialized interfaces, and require optimization for mass use.

Решения, включающие отдельно реализованные статические П-шейперы, различные системы декогеренции и модуляции, системы компенсации термального, механического и иных видов дрейфа - ограниченны в функционале, требуют оптимизации для массового применения. Solutions that include separately implemented static P-shapers, various decoherence and modulation systems, systems for compensation of thermal, mechanical and other types of drift are limited in functionality and require optimization for mass use.

Блоки генерации, фокусировки и совмещения излучения различных длин волн являются громоздкими в сравнении с оптимизированными в массовом производстве компонентами пользовательских проекторов, требуют оптимизации для массового применения.The units for generating, focusing and combining radiation of different wavelengths are bulky in comparison with the components of custom projectors optimized in mass production and require optimization for mass use.

Гомогенизированное и/или декогерированное и/или узкополосное и/или многополосное и/или импульсное и/или модулированное и/или динамически перестраиваемое оптическое излучение в экономичном и/или портативном и/или энергосберегающем формате требуется в множестве оптических устройств, включая, но не ограничиваясь системы микроскопии и имидж-анализа, проточной цитометрии, спектроскопии, сканирования иммуноглобулиновых и ДНК-матриц, 3D-принтеров, системы машинного зрения.Homogenized and/or decohered and/or narrowband and/or multiband and/or pulsed and/or modulated and/or dynamically tunable optical radiation in a cost-effective and/or portable and/or energy-efficient format is required in a variety of optical devices, including but not limited to microscopy and image analysis systems, flow cytometry, spectroscopy, scanning of immunoglobulin and DNA matrices, 3D printers, machine vision systems.

Проблема заключается в том, что из уровня техники не известно устройство обеспечивающее получение гомогенизированного и/или декогерированного и/или узкополосного и/или многополосного и/или импульсного и/или модулированного и/или динамически перестраиваемого оптического излучения в экономичном и/или портативном и/или энергосберегающем формате, пригодного для массового экономически эффективного применения для аналитического и биоаналитического оборудования.The problem is that the prior art does not know a device that provides homogenized and/or decohered and/or narrowband and/or multiband and/or pulsed and/or modulated and/or dynamically tunable optical radiation in an economical and/or portable and/ or in an energy-saving format suitable for mass, cost-effective use for analytical and bioanalytical equipment.

Сущность изобретения.The essence of the invention.

Технический результат, заключается в обеспечении возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов в аналитическом и биоаналитическом оборудовании, а также в иных оптических приборах, включая, но не ограничиваясь, системы микроскопии и имидж-анализа, проточной цитометрии, спектроскопии, сканирования иммуноглобулиновых и ДНК-матриц, 3D-принтеров, системы машинного зрения. Техническое решение обеспечивает получение гомогенизированного и/или декогерированного и/или узкополосного и/или многополосного и/или импульсного и/или модулированного и/или динамически перестраиваемого оптического излучения в экономичном и/или портативном и/или энергосберегающем формате, пригодно для массового экономически эффективного применения для аналитического и биоаналитического оборудования.The technical result consists in ensuring the excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals in analytical and bioanalytical equipment, as well as in other optical instruments, including, but not limited to, microscopy and image analysis systems, flow cytometry, spectroscopy, immunoglobulin and DNA scanning - matrices, 3D printers, machine vision systems. The technical solution provides homogenized and/or decohered and/or narrowband and/or multiband and/or pulsed and/or modulated and/or dynamically tunable optical radiation in an economical and/or portable and/or energy-saving format, suitable for mass, cost-effective use for analytical and bioanalytical equipment.

Технический результат достигается тем, что источник оптического излучения для возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания в аналитическом и биоаналитическом оборудовании содержит лазерный видеопроектор, управляющий лазерным излучением, в соответствии с видеосигналом получаемым от управляющей электронно-вычислительной машины, лазерный видеопроектор связан с управляющей электронно-вычислительной машиной через систему обратной связи, включающей камеру, получающую оптическое излучение через фокусирующую оптическую систему, для корректировки параметров оптического излучения, управляющая электронно-вычислительная машина содержит программу управления оптическим излучением лазерного видеопроектора посредством передаваемого на лазерный видеопроектор видеопотока, причем лазерный видеопроектор выполнен в виде лазерного сканирующего видеопроектора или в виде лазерного матричного видеопроектора.The technical result is achieved in that the source of optical radiation for excitation of fluorescence and Raman scattering in analytical and bioanalytical equipment contains a laser video projector that controls laser radiation in accordance with the video signal received from the control electronic computer; the laser video projector is connected to the control electronic computer through a feedback system including a camera receiving optical radiation through a focusing optical system for adjusting the parameters of optical radiation; the control electronic computer contains a program for controlling the optical radiation of a laser video projector by means of a video stream transmitted to the laser video projector, wherein the laser video projector is made in the form of a laser scanning video projector or in the form of a laser matrix video projector.

Предусмотрено, что в источнике оптического излучения лазерный видеопроектор включает блок коллимированных лазеров и сканирующий микроэлектромеханический MEMS блок. It is envisaged that the laser video projector in the optical radiation source includes a block of collimated lasers and a scanning microelectromechanical MEMS block.

Предусмотрено, что в источнике оптического излучения управляющая электронно-вычислительная машина выполнена в виде смартфона или планшетного компьютера.It is envisaged that the control electronic computer in the optical radiation source is made in the form of a smartphone or tablet computer.

Предусмотрено, что в источнике оптического излучения фокусирующая оптическая система включает цилиндрическую оптическую линзу, выравнивающую угол расхождения по вертикали/горизонтали, в комбинации со сферической линзой, фокусирующей поток излучения в луч.It is provided that in the optical radiation source, the focusing optical system includes a cylindrical optical lens that equalizes the divergence angle vertically/horizontally, in combination with a spherical lens that focuses the radiation flux into the beam.

Предусмотрено, что в источнике оптического излучения фокусирующая оптическая система включает линзу с различающейся по осям кривизной, одновременно выравнивающей угол расхождения по вертикали/горизонтали и фокусирующую поток излучения в луч. It is provided that in the source of optical radiation, the focusing optical system includes a lens with curvature differing along the axes, which simultaneously equalizes the divergence angle vertically/horizontally and focuses the radiation flux into the beam.

Предусмотрено, что в источнике оптического излучения фокусирующая оптическая система включает апохроматическую оптику, предназначенную для фокусировки излучения без внесения хроматических искажений при использовании излучения более чем одной длины волны.It is provided that in the optical radiation source, the focusing optical system includes apochromatic optics designed to focus radiation without introducing chromatic distortions when using radiation of more than one wavelength.

Предусмотрено, что в источнике оптического излучения фокусирующая оптическая система содержит оптику, установленную с использованием электромеханических актуаторов, перестраиваемую для каждой, последовательно используемой, длины волны. It is provided that in the optical radiation source, the focusing optical system contains optics installed using electromechanical actuators, tunable for each sequentially used wavelength.

Предусмотрено, что в источнике оптического излучения система обратной связи включает делитель луча, перенаправляющий часть оптического излучения на видеокамеру, предназначенную для регистрации отражённого от рабочей поверхности оптического излучения, параллельно с детекцией флуоресценции.It is provided that in the optical radiation source the feedback system includes a beam splitter that redirects part of the optical radiation to a video camera designed to record the optical radiation reflected from the working surface, in parallel with fluorescence detection.

Предусмотрено, что в источнике оптического излучения система обратной связи включает точечные детекторы, предназначенные для высокоскоростной детекции модуляции излучения и параметров импульсов.It is envisaged that the feedback system in the optical radiation source includes point detectors designed for high-speed detection of radiation modulation and pulse parameters.

Технический результат достигается тем, что в способе управления интенсивностью излучения в сечении луча генерируемого источником оптического излучения для возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания в аналитическом и биоаналитическом оборудовании корректируют передаваемое на лазерный видеопроектор изображение или корректируют яркость передаваемого на лазерный видеопроектор изображения в каждом из цветов, формирование излучения осуществляют трансляцией серии изображений на лазерный видеопроектор.The technical result is achieved by the fact that in the method of controlling the intensity of radiation in the cross section of a beam generated by a source of optical radiation to excite fluorescence, Raman scattering in analytical and bioanalytical equipment, the image transmitted to the laser video projector is corrected or the brightness of the image transmitted to the laser video projector is adjusted in each of the colors, the formation of radiation carried out by broadcasting a series of images to a laser video projector.

Устройство и способ обеспечивают получение гомогенизированного и/или декогерированного и/или узкополосного и/или многополосного и/или импульсного и/или модулированного и/или динамически перестраиваемого оптического излучения в экономичном и/или портативном и/или энергосберегающем формате.The device and method provide homogenized and/or decohered and/or narrowband and/or multiband and/or pulsed and/or modulated and/or dynamically tunable optical radiation in an economical and/or portable and/or energy-saving format.

Изобретение поясняется графическими материалами:The invention is illustrated by graphic materials:

Фиг.1 – схема, источник возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для использования в эпифлуоресцентной микроскопии в проходящем режиме.Figure 1 – diagram, source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for use in epifluorescence microscopy in transmitted mode.

Фиг.2 – схема, источник возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для использования в эпифлуоресцентной микроскопии (в т.ч. для сканирования аналитических матриц) в проходящем режиме, оснащённый фильтром 3, собирающей оптической системой 4 и камерой 5;Fig. 2 – diagram, source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for use in epifluorescence microscopy (including for scanning analytical matrices) in transmitted mode, equipped with a filter 3, a collecting optical system 4 and a camera 5;

Фиг.3 - схема, пример фокусировки излучения проектора 1 и организация системы обратной связи 7 через камеру 5 управляющей ЭВМ, выполненной в виде смартфона. Цилиндрическая и сферическая линзы, либо одна линза с различающейся по осям кривизной (либо иная аналогичная оптика) формирует поток оптического излучения с одинаковыми параметрами схождения или расхождения по обоим осям. Этот поток может быть преобразован в параллельный поток дополнительной сферической линзой (либо иной аналогичной оптикой). Незначительная часть луча (например, ~ 6% при использовании предметного стекла под углом 45 градусов) делителем направляется на камеру 5 управляющей ЭВМ для обеспечения обратной связи (камера 5 совмещённа с ЭВМ, т.е. используется смартфон или планшетный ПК).Figure 3 is a diagram, an example of focusing the radiation of a projector 1 and the organization of a feedback system 7 through the camera 5 of the control computer, made in the form of a smartphone. Cylindrical and spherical lenses, or one lens with curvature differing along the axes (or other similar optics) generates a flux of optical radiation with the same parameters of convergence or divergence along both axes. This flow can be converted into a parallel flow by an additional spherical lens (or other similar optics). A small part of the beam (for example, ~ 6% when using a glass slide at an angle of 45 degrees) is directed by a divider to camera 5 of the control computer to provide feedback (camera 5 is combined with the computer, i.e. a smartphone or tablet PC is used).

Фиг.4 - схема, пример фокусировки излучения источника возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования на белковую или ДНК-матрицу (образец 2) с флуоресцентной индикацией связывания анализируемых молекул, и эпифлуоресцентного чтения генерируемого сигнала камерой 5 управляющей проектором 1 ЭВМ (в виде смартфона). Размер матрицы (поз.2) на изображении преувеличен для наглядности. Калибровка возбуждающего излучения для компенсации угловых искажений, температурного и иного дрейфа, неоднородности профиля луча может быть реализована как анализом самого луча (как изображено на фиг. 3), так и анализом формируемого им изображения, чтение которого возможно, в частности, на сервисной длине волны (e.g. красной), тогда как чтение флуоресцентного сигнала – на рабочей длине(длинах), e.g. синей/зелёной и/или зелёной/оранжевой. Последовательное выполнение калибровки и чтения упрощают конструкцию устройства. Целенаправленное освещение только областей связывания анализируемых молекул улучшает соотношение сигнал-шум. Модуляция возбуждающего излучения с последующим анализом модуляции детектируемого сигнала (e.g. Фурье-анализ) позволяет улучшить соотношение сигнал-шум;Figure 4 is a diagram, an example of focusing radiation from a source of fluorescence excitation, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment onto a protein or DNA matrix (sample 2) with fluorescent indication of the binding of the analyzed molecules, and epifluorescent reading of the generated signal by camera 5 controlling the projector 1 computer (in the form of a smartphone). The size of the matrix (item 2) in the image is exaggerated for clarity. Calibration of the exciting radiation to compensate for angular distortions, temperature and other drift, and inhomogeneity of the beam profile can be realized both by analyzing the beam itself (as shown in Fig. 3) and by analyzing the image it forms, which can be read, in particular, at the service wavelength (e.g. red), while the reading of the fluorescent signal is at the working length(s), e.g. blue/green and/or green/orange. Consistent calibration and reading simplifies device design. Targeted illumination of only the binding regions of the analyzed molecules improves the signal-to-noise ratio. Modulation of the excitation radiation followed by analysis of the modulation of the detected signal (e.g. Fourier analysis) improves the signal-to-noise ratio;

Фиг.5 - схема, пример фокусировки излучения источника возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования на белковую или ДНК-матрицу (образец 2) с флуоресцентной индикацией связывания анализируемых молекул, и сканирующего чтения генерируемого сигнала при передвижении матрицы, управляемой смартфоном. Калибровка возбуждающего излучения для компенсации угловых искажений, темпорального дрейфа, корректировки профиля луча может быть реализована как анализом самого луча (как изображено на фиг. 3), так и анализом формируемого им при сканировании изображения, чтение которого возможно, в частности, на сервисной длине волны (e.g. красной), тогда как чтение флуоресцентного сигнала – на рабочей длине(длинах), e.g. синей/зелёной. Модуляция возбуждающего излучения с последующим анализом модуляции детектируемого сигнала (e.g. Фурье-анализ) позволяет улучшить соотношение сигнал-шум;Figure 5 is a diagram, an example of focusing radiation from a source of fluorescence excitation, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment onto a protein or DNA matrix (sample 2) with a fluorescent indication of the binding of the analyzed molecules, and scanning reading of the generated signal when moving the matrix, controlled by smartphone. Calibration of the exciting radiation to compensate for angular distortions, temporal drift, and correction of the beam profile can be implemented both by analyzing the beam itself (as shown in Fig. 3) and by analyzing the image it generates during scanning, which can be read, in particular, at the service wavelength (e.g. red), while the reading of the fluorescent signal is at the working length(s), e.g. blue/green. Modulation of the excitation radiation followed by analysis of the modulation of the detected signal (e.g. Fourier analysis) improves the signal-to-noise ratio;

Фиг.6 - схема, пример апохроматической фокусировки излучения источника возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования на проточную ячейку детекции. Figure 6 is a diagram of an example of apochromatic focusing of radiation from a fluorescence excitation source, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment onto a flow detection cell.

Цифрами на графических материалах обозначены следующие позиции:The numbers on the graphic materials indicate the following positions:

1 - проектор;1 - projector;

2 - образец;2 - sample;

3 - фильтр;3 - filter;

4 - оптическая система;4 - optical system;

5 - камера; 5 - camera;

6 - электронно-вычислительная машина (ЭВМ);6 - electronic computer (computer);

7 - система обратной связи;7 - feedback system;

8 - делитель луча;8 - beam divider;

9 - линзы.9 - lenses.

Осуществление изобретения Carrying out the invention

Предусмотрено применение лазерного видеопроектора, управляемого электронно-вычислительной машиной, в качестве источника оптического излучения для возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов в аналитическом и биоаналитическом оборудовании, системах микроскопии и имидж-анализа, системах проточной цитометрии, спектроскопии, сканирования иммуноглобулиновых и ДНК-матриц, 3D-принтерах, системах машинного зрения.It is envisaged to use a laser video projector controlled by an electronic computer as a source of optical radiation to excite fluorescence, Raman scattering and other optical signals in analytical and bioanalytical equipment, microscopy and image analysis systems, flow cytometry systems, spectroscopy, immunoglobulin and DNA scanning. matrices, 3D printers, machine vision systems.

Источник оптического излучения для аналитического и биоаналитического оборудования, содержит лазерный видеопроектор, управляющий лазерным излучением, в соответствии с видеосигналом получаемым от управляющей электронно-вычислительной машины.The source of optical radiation for analytical and bioanalytical equipment contains a laser video projector that controls laser radiation in accordance with the video signal received from the control electronic computer.

Лазерный проектор связан с электронно-вычислительной машиной через систему обратной связи, включает камеру, получающую оптическое излучение через оптическую систему, для корректировки параметров оптического излучения.The laser projector is connected to an electronic computer through a feedback system and includes a camera that receives optical radiation through the optical system to adjust the parameters of the optical radiation.

Проектор включает блок коллимированных лазеров и сканирующий микроэлектромеханический MEMS блок.The projector includes a collimated laser unit and a scanning microelectromechanical MEMS unit.

Управляющая электронно-вычислительная машина выполнена в виде смартфона или планшетного компьютера с видеокамерой.The control electronic computer is made in the form of a smartphone or tablet computer with a video camera.

Источник возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования, по содержит лазерный, сканирующий видео проектор, оптическую систему, для фокусировки излучения, систему обратной связи, электронно-вычислительную машину с программой управления оптическим излучением видео проектора посредством передаваемого на проектор видеопотока.The source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment contains a laser scanning video projector, an optical system for focusing radiation, a feedback system, an electronic computer with a program for controlling the optical radiation of a video projector transmitted to the projector video stream.

Источник возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования, содержит лазерный матричный видеопроектор, оптическую систему, для фокусировки излучения, систему обратной связи, электронно-вычислительную машину с программой управления оптическим излучением видео проектора посредством передаваемого на проектор видеопотока.The source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment contains a laser matrix video projector, an optical system for focusing radiation, a feedback system, an electronic computer with a program for controlling the optical radiation of a video projector via a video stream transmitted to the projector.

Фокусирующая оптическая система включает цилиндрическую оптическую линзу, выравнивающей угол расхождения по вертикали/горизонтали, в комбинации с сферической линзой/линзами, фокусирующей поток излучения в луч требуемых параметров.The focusing optical system includes a cylindrical optical lens that levels the divergence angle vertically/horizontally, in combination with a spherical lens/lenses that focuses the radiation flux into a beam of the required parameters.

Фокусирующая оптическая система включает линзу с различающейся по осям кривизной, одновременно выравнивающей угол расхождения по вертикали/горизонтали и фокусирующую поток излучения в луч требуемых параметров.The focusing optical system includes a lens with a different curvature along the axes, which simultaneously equalizes the divergence angle vertically/horizontally and focuses the radiation flux into a beam of the required parameters.

Фокусирующая оптическая система включает апохроматическую оптику, выполняющую фокусировку излучения без внесения хроматических искажений при использовании излучения более чем одной длины волны.The focusing optical system includes apochromatic optics, which focuses radiation without introducing chromatic distortion when using radiation of more than one wavelength.

Фокусирующая оптическая система включает перестраиваемую для каждой, последовательно используемой, длины волны, оптику с использованием электромеханических актуаторов. The focusing optical system includes optics tunable for each sequentially used wavelength using electromechanical actuators.

Система обратной связи включает, делитель луча, перенаправляющий часть оптического излучения на видеокамеру.The feedback system includes a beam splitter that redirects part of the optical radiation to the video camera.

Система обратной связи включает, видеокамеру, регистрирующую отражённое от рабочей поверхности оптическое излучение, параллельно с детекцией флуоресценции или иных оптических сигналов.The feedback system includes a video camera that records optical radiation reflected from the working surface, in parallel with the detection of fluorescence or other optical signals.

Система обратной связи включает регистрирующую прошедшее сквозь рабочую зону излучение в реперных точках или темпорально-разделённое с анализируемыми объектами.The feedback system includes one that registers radiation passing through the working area at reference points or temporally separated from the analyzed objects.

Система обратной связи включает точечные детекторы для высокоскоростной детекции модуляции излучения и параметров импульсов.The feedback system includes point detectors for high-speed detection of radiation modulation and pulse parameters.

Способ применения источника возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования по назначению в котором для контроля интенсивности генерируемого излучения в сечении луча корректируют передаваемое на проектор изображение или корректируют яркость передаваемого на проектор изображения в каждом из цветов, формирование излучения осуществляют трансляцией серии изображений на лазерный видеопроектор.A method of using a source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment for its intended purpose, in which, to control the intensity of the generated radiation in the cross section of the beam, the image transmitted to the projector is corrected or the brightness of the image transmitted to the projector is adjusted in each of the colors, the formation of radiation is carried out by broadcast a series of images on a laser video projector.

В качестве источника оптического излучения для аналитического и биоаналитического оборудования предусмотрело применение лазерного видеопроектора, управляемого электронно-вычислительной машиной.As a source of optical radiation for analytical and bioanalytical equipment, it was envisaged to use a laser video projector controlled by an electronic computer.

Предлагается применение массово производимого лазерного проектора для использования в качестве источника оптическое излучения, в аналитическом и биоаналитическом оборудовании, для получения оптического излучения: декогерированный и узкополосный свет, содержащий одну или более спектральных полос, модулированный свет с гомогенизированным профилем светового пучка- требуется в множестве оптических устройств, включая, но не ограничиваясь, системы микроскопии и имидж-анализа, проточной цитометрии, спектроскопии, сканирования иммуноглобулиновых и ДНК-матриц, 3D-принтеров, системы машинного зрения.The use of a mass-produced laser projector is proposed for use as a source of optical radiation, in analytical and bioanalytical equipment, to produce optical radiation: decohered and narrow-band light containing one or more spectral bands, modulated light with a homogenized light beam profile - required in a variety of optical devices , including, but not limited to, microscopy and image analysis systems, flow cytometry, spectroscopy, scanning of immunoglobulin and DNA matrices, 3D printers, machine vision systems.

Применение массово производимого лазерного проектора повышает энергоэффективность оборудования, позволяет обеспечить уменьшение габаритов (компактность), снижает стоимость аналитического и биоаналитического оборудования, и расширяет его доступность широкому кругу исследователей. The use of a mass-produced laser projector increases the energy efficiency of equipment, allows for reduction in size (compactness), reduces the cost of analytical and bioanalytical equipment, and expands its availability to a wide range of researchers.

Способ применения лазерного видеопроектора, управляемого электронно-вычислительной машиной, в качестве источника оптического излучения для аналитического и биоаналитического оборудования. A method of using a laser video projector controlled by an electronic computer as a source of optical radiation for analytical and bioanalytical equipment.

Источник возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов (оптического излучения) для аналитического и биоаналитического оборудования производит гомогенизированное и/или декогерированное и/или узкополосное и/или многополосное и/или импульсное и/или модулированное и/или динамически перестраиваемое оптическое излучение в экономичном и/или портативном и/или энергосберегающем формате. The source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals (optical radiation) for analytical and bioanalytical equipment produces homogenized and/or decohered and/or narrowband and/or multiband and/or pulsed and/or modulated and/or dynamically tunable optical radiation in an economical manner and/or portable and/or energy-saving format.

Такое оптическое излучение требуется в множестве оптических устройств, включая, но не ограничиваясь, системы микроскопии и имидж-анализа, проточной цитометрии, спектроскопии, сканирования иммуноглобулиновых и ДНК-матриц, 3D-принтеров, системы машинного зрения.Such optical radiation is required in a variety of optical devices, including, but not limited to, microscopy and imaging systems, flow cytometry, spectroscopy, immunoglobulin and DNA matrix scanning, 3D printers, and machine vision systems.

Источник возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания света и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования, содержит проектор 1 (фиг.1; фиг.2; фиг.3; фиг.4; фиг.5; фиг.6), управляющий лазерными лучами трёх длин волн в соответствии с получаемым видеосигналом. Проектор 1 (например, лазерный пико-проектор или лазерный сканирующий проектор MEMS), включает блок коллимированных лазеров и сканирующий микроэлектромеханический блок (MEMS-блок), управляемые через видеоинтерфейс. Лазерные источники, совмещённые в проекторе 1 в общий луч дихроичными зеркалами, обеспечивают узкополосность каждой из трёх полос излучения, и высокую спектральную плотность излучения при минимальном энергопотреблении.The source of excitation of fluorescence, Raman scattering of light and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment contains a projector 1 (Fig. 1; Fig. 2; Fig. 3; Fig. 4; Fig. 5; Fig. 6), controlling laser beams of three wavelengths in accordance with the received video signal. The projector 1 (for example, a laser pico projector or a MEMS laser scanning projector) includes a collimated laser unit and a scanning microelectromechanical unit (MEMS unit), controlled via a video interface. Laser sources, combined in projector 1 into a common beam with dichroic mirrors, provide a narrowband of each of the three radiation bands, and a high spectral density of radiation with minimal energy consumption.

Проектор 1 может быть дополнен следующими элементами в различных комбинациях: Projector 1 can be supplemented with the following elements in various combinations:

- фокусирующей оптической системой 4, выравнивающей угол расхождения оптического излучения по вертикали/горизонтали (например, 40 и 22.5 градуса в приведённом примере выравниваются до 22.5 градусов по двум осям);- focusing optical system 4, leveling the divergence angle of optical radiation vertically/horizontally (for example, 40 and 22.5 degrees in the above example are leveled to 22.5 degrees along two axes);

- фокусирующей оптической системой 4, формирующей оптическое излучение в луч требуемой геометрии (в том числе в параллельный луч, сходящийся или расходящийся поток);- focusing optical system 4, forming optical radiation into a beam of the required geometry (including a parallel beam, converging or diverging flow);

- управляющим устройством, аппаратно формирующим видеопоток, выполненным на базе ЭВМ 6; - a control device that generates a video stream in hardware, made on the basis of a computer 6;

- управляющим программным обеспечением, используемым для управления ЭВМ 6, программно формирующим видеопоток; - control software used to control the computer 6, which programmatically generates the video stream;

- системой обратной связи 7, предоставляющей сигналы для корректировки источником профиля луча, спектральных компонент луча, мощности луча, дрейфа луча, модуляции луча и иных параметров оптического излучения. - feedback system 7, which provides signals for the source to correct the beam profile, spectral components of the beam, beam power, beam drift, beam modulation and other parameters of optical radiation.

Проектор 1 управляющий лазерными лучами трёх длин волн, в соответствии видеосигналом, получаемым через видеоинтерфейс от управляющего устройства, позволяет создавать декогерированный и узкополосный свет, содержащий одну или более спектральных полос, модулированный свет (оптическое излучение) с гомогенизированным профилем светового пучка, либо любым иным, в том числе динамически перестраиваемым, профилем светового пучка, являющийся источником возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания света и иных оптических сигналов. Projector 1 controls laser beams of three wavelengths, in accordance with the video signal received through the video interface from the control device, allows you to create decohered and narrow-band light containing one or more spectral bands, modulated light (optical radiation) with a homogenized light beam profile, or any other, including a dynamically tunable light beam profile, which is a source of excitation of fluorescence, Raman scattering of light and other optical signals.

Предусмотрен способ использования источника возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования для контроля интенсивности генерируемого излучения в сечении луча путём коррекции, передаваемого на проектор 1 изображения. A method is provided for using a source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment to control the intensity of the generated radiation in the beam cross section by means of correction transmitted to the image projector 1.

Предусмотрен способ использования источника возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования для контроля интенсивности генерируемого излучения в зависимости от времени иллюминации, температуры и иных, влияющих параметры излучения, факторов - путём коррекции яркости передаваемого на проектор изображения в каждом из цветов. A method is provided for using a source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment to control the intensity of the generated radiation depending on the time of illumination, temperature and other factors influencing the radiation parameters - by correcting the brightness of the image transmitted to the projector in each color .

Предусмотрен способ использования источника возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования с видеокамерой, в том числе совмещённой с ЭВМ 6 (e.g. смартфоном, планшетом, ноутбуком) управляющим видеопроектором 1 для организации обратной связи, для контроля интенсивности генерируемого излучения в сечении луча и с течением времени, путём коррекции передаваемого на проектор изображения. A method is provided for using a source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment with a video camera, including one combined with a computer 6 (e.g. smartphone, tablet, laptop) control video projector 1 for organizing feedback to control the intensity of the generated radiation in beam cross section and over time, by correcting the image transmitted to the projector.

Предусмотрен способ использования источника возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования на основе видеопроектора, содержащего сканатор либо DLP и LCD матрицы, для декогерирования луча и подавления спеклов. Например, для сканирования лазерным лучом, сфокусированными из излучения вышеупомянутого проектора с разрешением 1280х720=921 тысяч пикселей и частотой обновления 60fps, при времени экспозиции в 1с излучение разбивается на 5.5 млн. элементов, вызывая практически полную декогеренцию. A method is provided for using a source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment based on a video projector containing a scanner or DLP and LCD matrices for beam decohering and speckle suppression. For example, for scanning with a laser beam focused from the radiation of the above-mentioned projector with a resolution of 1280x720 = 921 thousand pixels and a refresh rate of 60fps, with an exposure time of 1 s, the radiation is divided into 5.5 million elements, causing almost complete decoherence.

Предусмотрен способ использования источника возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования на основе видеопроектора 1 в котором формирование излучения осуществляется трансляцией серии изображений на сканирующий лазерный видеопроектор 1 для модуляции излучения на частотах 30-120Гц, и использование их же в совокупностью с графической, попиксельной кодировкой изображения для сканирующих проекторов для модуляции сфокусированного излучения на частотах мегагерцовых частотах и/или получения пикосекундных импульсов. Например, чередование светлых и тёмных пикселей в развертке изображения вышеприведённого проектора с разрешением 1280х720=921 тысяч пикселей с частотой 60fps приведёт к генерации 460500х60= 27 630 000 импульсов в секунду. Соответственно, минимальная длина импульса составляет 1/(921000*60)=18пс. A method is provided for using a source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment based on a video projector 1 in which the formation of radiation is carried out by broadcasting a series of images to a scanning laser video projector 1 to modulate the radiation at frequencies of 30-120 Hz, and using them together with graphical, pixel-by-pixel image encoding for scanning projectors to modulate focused radiation at megahertz frequencies and/or produce picosecond pulses. For example, alternating light and dark pixels in the image scan of the above projector with a resolution of 1280x720 = 921 thousand pixels at a frequency of 60 fps will lead to the generation of 460,500x60 = 27,630,000 pulses per second. Accordingly, the minimum pulse length is 1/(921000*60)=18 ps.

Предусмотрен способ использования источника возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования в котором предлагается целенаправленное освещение только микрозон детекции биомолекул в эпифлуоресцентном режиме, задаваемое трансляцией соответствующего изображения на проектор, для повышения соотношения сигнал-шум.A method is provided for using a source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment, which proposes targeted illumination of only microzones for detecting biomolecules in epifluorescent mode, set by broadcasting the corresponding image to the projector, to increase the signal-to-noise ratio.

Предусмотрен способ использования источника возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования на основе видеопроектора, содержащего блок из трёх коллимированных лазеров и соответствующий интерфейс, для генерации узкополосного излучения на одной, двух или трёх длинах волн, с высокой степенью контроля генерируемого излучения в сечении луча путём коррекции передаваемого на проектор изображения. A method is provided for using a source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment based on a video projector containing a block of three collimated lasers and a corresponding interface to generate narrow-band radiation at one, two or three wavelengths, with a high degree of control of the generated radiation in the beam cross section by correcting the image transmitted to the projector.

Предусмотрен способ использования источника возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования на основе видеопроектора, содержащего блок из трёх коллимированных лазеров и соответствующий интерфейс, для генерации одно, двух, и трёхполосного излучения, с высокой степенью контроля генерируемого излучения в сечении луча путём коррекции передаваемого на проектор изображения. A method is provided for using a source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment based on a video projector containing a block of three collimated lasers and a corresponding interface to generate one, two, and three-band radiation, with a high degree of control of the generated radiation in the cross section beam by correcting the image transmitted to the projector.

Предусмотрен способ использования источника возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования на основе видеопроектора, содержащего блок из трёх коллимированных лазеров, дополненный дополнительными лазерами, последовательно управляемыми через встроенный интерфейс, для генерации многополосного излучения, с высокой степенью контроля генерируемого излучения в сечении луча путём коррекции передаваемого на проектор изображения. A method is provided for using a source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment based on a video projector containing a block of three collimated lasers, supplemented by additional lasers sequentially controlled through a built-in interface, to generate multi-band radiation, with a high degree of control of the generated radiation in the cross section of the beam by correcting the image transmitted to the projector.

Пример 1. Источник возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для использования в эпифлуоресцентной микроскопии в проходящем режиме (фиг.1).Example 1. Source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for use in epifluorescence microscopy in transmitted mode (Fig. 1).

Источник возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания света и иных оптических сигналов для использования в эпифлуоресцентной микроскопии, содержит проектор 1, управляющий лазерными лучами трёх длин волн, в соответствии видеосигналом, получаемым через видеоинтерфейс от управляющего устройства, выполненного в виде электронно-вычислительной машины 6 (фиг.1), формирующей видеопоток для анализа образца 2. Видеопоток формируется посредством видеокарт и соответствующего программного обеспечения.The source of excitation of fluorescence, Raman scattering of light and other optical signals for use in epifluorescence microscopy contains a projector 1 that controls laser beams of three wavelengths, in accordance with a video signal received through a video interface from a control device made in the form of an electronic computer 6 (Fig. 1), which generates a video stream for analysis of sample 2. The video stream is generated using video cards and corresponding software.

Пример 2. Источник возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для использования в эпифлуоресцентной микроскопии в проходящем режиме (фиг.2). дополнительно оснащен фильтром 3, собирающей оптической системой 4 и камерой 5 (фиг.2). Камера 5 (видео- или фото- камера) используется для детекции сигнала от анализируемого образца 2, и для организации обратной связи проектора 1 через видеоинтерфейс с управляющей электронно-вычислительной машины 6 (фиг.1) и систему обратной связи 7. Светопропускающий образец 2 размещён на расстоянии (требуемом геометрией освещаемой зоны) от сканатора проектора 1. Управление параметрами оптического излучения производится через стандартный видеоинтерфейс, например HDMI в приведённом примере. Видеопоток формируется посредством видеокарт и соответствующего программного обеспечения.Example 2. Source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for use in epifluorescence microscopy in transmitted mode (Fig. 2). additionally equipped with a filter 3, a collecting optical system 4 and a camera 5 (Fig. 2). Camera 5 (video or photo camera) is used to detect the signal from the analyzed sample 2, and to organize feedback from the projector 1 through the video interface from the control electronic computer 6 (Fig. 1) and the feedback system 7. The light-transmitting sample 2 is placed at a distance (required by the geometry of the illuminated area) from the projector scanner 1. The optical radiation parameters are controlled through a standard video interface, for example HDMI in the example given. The video stream is generated using video cards and corresponding software.

Пример 3. Источник возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования, универсального назначения, содержит видеопроектор 1 (например, применен лазерный сканирующий проектор с USB-питанием, совместимый с устройствами HDMI, телефонами iPhone, iPad и Android) включающий блок из трёх коллимированных лазеров и сканирующий микроэлектромеханический блок (MEMS-блок), управляемые ЭВМ 6 через видео-интерфейс и дополненный фокусирующей оптической системой 4, выравнивающей угол расхождения по вертикали/горизонтали (например, 40 и 22.5 градуса в приведённом примере выравниваются до 22.5 градусов по двум осям), а также фокусирующую оптическое излучение в луч требуемой геометрии, в том числе в параллельный луч, сходящийся или расходящийся поток; ЭВМ 6 через систему обратной связи управляет проктором 1, система обратной связи 7 предоставляет сигналы (информацию) необходимые для корректировки профиля луча, спектральных компонент луча, мощности луча, дрейфа луча, модуляции луча и иных параметров формируемых проектором 1 (фиг.3). Управление параметрами оптического излучения производится через стандартный видеоинтерфейс, например HDMI в приведённом примере. Видеопоток формируется посредством видеокарт и соответствующего программного обеспечения.Example 3. A source for excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment, for universal purposes, contains a video projector 1 (for example, a USB-powered laser scanning projector is used, compatible with HDMI devices, iPhone, iPad and Android phones) including a block of three collimated lasers and a scanning microelectromechanical block (MEMS block), controlled by a computer 6 via a video interface and complemented by a focusing optical system 4, leveling the divergence angle vertically/horizontally (for example, 40 and 22.5 degrees in the above example are leveled to 22.5 degrees along two axes), as well as focusing optical radiation into a beam of the required geometry, including a parallel beam, converging or diverging flow; The computer 6 controls the proctor 1 through the feedback system, the feedback system 7 provides the signals (information) necessary to adjust the beam profile, spectral components of the beam, beam power, beam drift, beam modulation and other parameters generated by the projector 1 (Fig. 3). Optical radiation parameters are controlled through a standard video interface, for example HDMI in the example given. The video stream is generated using video cards and corresponding software.

Фокусирующая оптическая система 4 предусматривает следующие частные варианты, которые служат лишь для иллюстрации частных вариантов изобретения, но не ограничивают иные возможные варианты реализации изобретения, доступные для специалистов в различной комбинации: The focusing optical system 4 provides the following private options, which serve only to illustrate private options of the invention, but do not limit other possible embodiments of the invention, available to specialists in various combinations:

- фокусирующая оптическая система 4 включает цилиндрическую оптическую линзу (либо иную, аналогичную по параметрам оптику), выравнивающей угол расхождения по вертикали/горизонтали, в комбинации с сферической линзой/линзами (либо иной, аналогичной по параметрам, оптикой), фокусирующей поток излучения в луч требуемых параметров; - the focusing optical system 4 includes a cylindrical optical lens (or other optics similar in parameters), leveling the divergence angle vertically/horizontally, in combination with a spherical lens/lenses (or other optics similar in parameters), focusing the radiation flux into the beam required parameters;

- фокусирующая оптическая система 4 включает линзу с различающейся по осям кривизной (либо иную, аналогичную по параметрам оптику), одновременно выравнивающей угол расхождения по вертикали/горизонтали и фокусирующую поток излучения в луч требуемых параметров;- the focusing optical system 4 includes a lens with a different curvature along the axes (or other optics with similar parameters), which simultaneously equalizes the divergence angle vertically/horizontally and focuses the radiation flux into a beam of the required parameters;

- фокусирующая оптическая система 4 включает апохроматическую оптику, выполняющую описанную фокусировку без внесения хроматических искажений при использовании излучения более чем одной длины волны; - the focusing optical system 4 includes apochromatic optics that performs the described focusing without introducing chromatic distortion when using radiation of more than one wavelength;

- фокусирующая оптическая система 4 включает перестраиваемую для каждой, последовательно используемой, длины волны, оптику с использованием электромеханических актуаторов; - focusing optical system 4 includes optics tunable for each sequentially used wavelength using electromechanical actuators;

На фиг.3 приведен пример фокусировки излучения проектора 1 и организация системы обратной связи 7 через камеру 5 управляющей ЭВМ 6, выполненной в виде смартфона. Цилиндрическая и сферическая линзы, либо одна линза с различающейся по осям кривизной (либо иная аналогичная оптика) формирует поток оптического излучения с одинаковыми параметрами схождения или расхождения по обоим осям. Этот поток преобразован в параллельный поток дополнительной сферической линзой (либо иной аналогичной оптикой). Незначительная часть луча (например, ~ 6% при использовании предметного стекла под углом 45 градусов) делителем направляется на камеру 5 управляющей ЭВМ для обеспечения обратной связи (камера 5 совмещена с ЭВМ, т.е. используется смартфон или планшетный ПК).Figure 3 shows an example of focusing the radiation of the projector 1 and the organization of the feedback system 7 through the camera 5 of the control computer 6, made in the form of a smartphone. Cylindrical and spherical lenses, or one lens with curvature differing along the axes (or other similar optics) generates a flux of optical radiation with the same parameters of convergence or divergence along both axes. This flow is converted into a parallel flow by an additional spherical lens (or other similar optics). A small part of the beam (for example, ~ 6% when using a glass slide at an angle of 45 degrees) is directed by a divider to camera 5 of the control computer to provide feedback (camera 5 is combined with the computer, i.e. a smartphone or tablet PC is used).

Система обратной связи 7 предусматривает следующие частные варианты, которые служат лишь для иллюстрации частных вариантов изобретения, но не ограничивают иные возможные варианты реализации изобретения, доступные для специалистов в различной комбинации: Feedback system 7 provides the following private options, which serve only to illustrate private options of the invention, but do not limit other possible embodiments of the invention, available to specialists in various combinations:

- система обратной связи 7 включает, делитель луча 8, перенаправляющий небольшую часть оптического излучения на видеокамеру 5, с опциональным использованием линз 9 фокусирующей оптической системы 4;- the feedback system 7 includes a beam splitter 8, which redirects a small part of the optical radiation to the video camera 5, with the optional use of lenses 9 of the focusing optical system 4;

- система обратной связи 7 включает, видеокамеру 5, регистрирующую отражённое от рабочей поверхности оптическое излучение, параллельно с детекцией флуоресценции или иных оптических сигналов - например, в системах микроскопии и имидж-анализа, спектроскопии, сканирования иммуноглобулиновых и ДНК-матриц (фиг. 4), 3D-принтерах, системах машинного зрения; - the feedback system 7 includes a video camera 5 that records optical radiation reflected from the working surface, in parallel with the detection of fluorescence or other optical signals - for example, in systems of microscopy and image analysis, spectroscopy, scanning of immunoglobulin and DNA matrices (Fig. 4) , 3D printers, machine vision systems;

- система обратной связи 7 включает, видеокамеру 5, регистрирующую прошедшее сквозь рабочую зону излучение в реперных точках или темпорально-разделённое с анализируемыми объектами 2 – например, в системах микроскопии и имидж-анализа, проточной цитометрии (фиг. 5), спектроскопии, сканирования иммуноглобулиновых и ДНК-матриц, 3D-принтерах, системах машинного зрения;- the feedback system 7 includes a video camera 5 that records radiation passing through the working area at reference points or temporally separated from the analyzed objects 2 - for example, in microscopy and image analysis systems, flow cytometry (Fig. 5), spectroscopy, immunoglobulin scanning and DNA matrices, 3D printers, machine vision systems;

- система обратной связи 7 включает, дополненные точечные детекторы для высокоскоростной детекции модуляции излучения и параметров импульсов.- feedback system 7 includes augmented point detectors for high-speed detection of radiation modulation and pulse parameters.

Управление параметрами оптического излучения производится через стандартный видеоинтерфейс, например HDMI. Видеопоток формируется посредством видеокарт и соответствующего программного обеспечения.Optical radiation parameters are controlled via a standard video interface, such as HDMI. The video stream is generated using video cards and corresponding software.

Зона иллюминации лазерами формируется из множества (1280х720=921 тысяч в приведённом примере) пикселей, последовательно обновляемых как минимум с частотой кадров видеопотока (60 Гц в приведённом примере), что эффективно декогерирует излучение и подавляет спеклы.The laser illumination zone is formed from many (1280x720=921 thousand in the given example) pixels, sequentially updated at least with the frame rate of the video stream (60 Hz in the given example), which effectively decoheres the radiation and suppresses speckles.

Независимое управление интенсивностью каждого пикселя на каждой длине волны реализуется программированием видеопотока, и позволяет гомогенизировать либо кастомизировать излучение в сечении луча, а также модулировать излучение по всему сечению луча в реальном времени.Independent control of the intensity of each pixel at each wavelength is implemented by programming the video stream, and allows you to homogenize or customize the radiation in the beam cross-section, as well as modulate the radiation across the entire beam cross-section in real time.

Лазерные источники, совмещённые в проекторе 1 в общий луч дихроичными зеркалами, обеспечивают узкополосность каждой из трёх полос излучения, и высокую спектральную плотность излучения при минимальном энергопотреблении.Laser sources, combined in projector 1 into a common beam with dichroic mirrors, provide a narrowband of each of the three radiation bands, and a high spectral density of radiation with minimal energy consumption.

Пример 4. Применение изобретения для эпифлуоресцентного считывания белковой или ДНК-матрицы с флуоресцентной индикацией связывания анализируемых молекул (либо в иная эпифлуоресцентная микроскопия) показано на фиг.4. Example 4. The use of the invention for epifluorescence reading of a protein or DNA matrix with fluorescent indication of the binding of the analyzed molecules (or in other epifluorescence microscopy) is shown in Fig. 4.

Источник возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для получения гомогенизированного и/или декогерированного и/или узкополосного и/или многополосного и/или импульсного и/или модулируемого и/или динамически перестраиваемого оптического излучения, содержит лазерный, сканирующий видео проектор 1 (фиг.4), оптическую систему 4, для фокусировки излучения, систему обратной связи 7, ЭВМ 6 с программой управления оптическим излучением видео проектора 1 посредством передаваемого на проектор 1 видеопотока. The source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for obtaining homogenized and/or decohered and/or narrowband and/or multiband and/or pulsed and/or modulated and/or dynamically tunable optical radiation contains a laser scanning video projector 1 (Fig. .4), an optical system 4 for focusing radiation, a feedback system 7, a computer 6 with a program for controlling the optical radiation of the video projector 1 by means of a video stream transmitted to the projector 1.

На фиг. 4 приведен пример фокусировки излучения источника возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования на белковую или ДНК-матрицу (образец 2) с флуоресцентной индикацией связывания анализируемых молекул, и эпифлуоресцентного чтения генерируемого сигнала камерой 5 управляющей проектором 1 ЭВМ (в виде смартфона). Размер матрицы (поз.2) на изображении преувеличен для наглядности. Калибровка возбуждающего излучения для компенсации угловых искажений, температурного и иного дрейфа, неоднородности профиля луча может быть реализована как анализом самого луча (как изображено на фиг. 3), так и анализом формируемого им изображения, чтение которого возможно, в частности, на сервисной длине волны (e.g. красной), тогда как чтение флуоресцентного сигнала – на рабочей длине(длинах), e.g. синей/зелёной и/или зелёной/оранжевой. Последовательное выполнение калибровки и чтения упрощают конструкцию устройства. Целенаправленное освещение только областей связывания анализируемых молекул улучшает соотношение сигнал-шум. Модуляция возбуждающего излучения с последующим анализом модуляции детектируемого сигналаIn fig. Figure 4 shows an example of focusing radiation from a fluorescence excitation source, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment onto a protein or DNA matrix (sample 2) with a fluorescent indication of the binding of the analyzed molecules, and epifluorescent reading of the generated signal by camera 5 controlling computer projector 1 (in in the form of a smartphone). The size of the matrix (item 2) in the image is exaggerated for clarity. Calibration of the exciting radiation to compensate for angular distortions, temperature and other drift, and inhomogeneity of the beam profile can be realized both by analyzing the beam itself (as shown in Fig. 3) and by analyzing the image it forms, which can be read, in particular, at the service wavelength (e.g. red), while the reading of the fluorescent signal is at the working length(s), e.g. blue/green and/or green/orange. Consistent calibration and reading simplifies device design. Targeted illumination of only the binding regions of the analyzed molecules improves the signal-to-noise ratio. Modulation of exciting radiation followed by analysis of modulation of the detected signal

Пример 5. Применение изобретения в сканирующем считывании белковой или ДНК-матрицы с флуоресцентной индикацией связывания анализируемых молекул (либо в иная сканирующая флуоресцентная микроскопия) показано на фиг.5. Example 5. The use of the invention in scanning reading of a protein or DNA matrix with fluorescent indication of the binding of the analyzed molecules (or in other scanning fluorescence microscopy) is shown in Fig. 5.

Источник возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования для получения гомогенизированного и/или декогерированного и/или узкополосного и/или многополосного и/или модулируемого и/или динамически перестраиваемого оптического излучения, содержит лазерный, матричный (DLP, LCD) видеопроектор 1, оптическую систему 4, для фокусировки излучения, систему обратной связи 7, ЭВМ 6 с программой управления оптическим излучением видео проектора 1 посредством передаваемого на проектор 1 видеопотока.The source of excitation of fluorescence, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment to obtain homogenized and/or decohered and/or narrowband and/or multiband and/or modulated and/or dynamically tunable optical radiation, contains laser, matrix (DLP, LCD ) video projector 1, optical system 4, for focusing radiation, feedback system 7, computer 6 with a program for controlling the optical radiation of video projector 1 by means of a video stream transmitted to projector 1.

В отличие от источника (пример 4) на базе сканирующих проекторов 1, источники (пример 5) на базе лазерных матричных проекторов 1 для фокусировки могут использовать более простые оптически системы 4 ввиду идентичности углов расхождения излучения по горизонтали и вертикали. Также, матричные системы ограничены в модулировании и доступных длинах импульса в сравнении с сканирующими.In contrast to the source (example 4) based on scanning projectors 1, sources (example 5) based on laser matrix projectors 1 can use simpler optical systems 4 for focusing due to the identical divergence angles of the radiation horizontally and vertically. Also, matrix systems are limited in modulation and available pulse lengths compared to scanning systems.

Пример фокусировки излучения источника возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования на белковую или ДНК-матрицу (образец 2) с флуоресцентной индикацией связывания анализируемых молекул, и сканирующего чтения генерируемого сигнала при передвижении матрицы, управляемой смартфоном. Калибровка возбуждающего излучения для компенсации угловых искажений, темпорального дрейфа, корректировки профиля луча может быть реализована как анализом самого луча (как изображено на фиг. 3), так и анализом формируемого им при сканировании изображения, чтение которого возможно, в частности, на сервисной длине волны (e.g. красной), тогда как чтение флуоресцентного сигнала – на рабочей длине(длинах), e.g. синей/зелёной. Модуляция возбуждающего излучения с последующим анализом модуляции детектируемого сигнала (e.g. Фурье-анализ) позволяет улучшить соотношение сигнал-шум.An example of focusing the radiation of a fluorescence excitation source, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment onto a protein or DNA matrix (sample 2) with a fluorescent indication of the binding of the analyzed molecules, and scanning reading of the generated signal when moving the matrix controlled by a smartphone. Calibration of the exciting radiation to compensate for angular distortions, temporal drift, and correction of the beam profile can be implemented both by analyzing the beam itself (as shown in Fig. 3) and by analyzing the image it generates during scanning, which can be read, in particular, at the service wavelength (e.g. red), while the reading of the fluorescent signal is at the working length(s), e.g. blue/green. Modulation of the excitation radiation followed by analysis of the modulation of the detected signal (e.g. Fourier analysis) improves the signal-to-noise ratio.

Пример применения изобретения для проточного анализа микрочастиц (цитометрия) показан на фиг. 6. пример апохроматической фокусировки излучения источника возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования на проточную ячейку детекции.An example of the application of the invention for flow analysis of microparticles (cytometry) is shown in FIG. 6. An example of apochromatic focusing of radiation from a fluorescence excitation source, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment onto a flow detection cell.

Для приведённых примеров осуществления изобретения предполагается использование в источнике возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования, видеопроекторов содержащих блок из трёх коллимированных лазеров, или блок из трёх коллимированных лазеров, с заменой одного или более лазеров на лазер с иной длиной волны или блок из трёх коллимированных лазеров, с дополнением блока одним или более лазером с иной длиной волны при использовании встроенного интерфейса. Предусмотрено чередующееся управления парой или более лазеров одним каналом интерфейса, реализуемым через последовательность кадров в видеопотоке, последовательно управляющих несколькими лазерами через один передаваемый цвет. For the given examples of implementation of the invention, it is assumed that fluorescence, Raman scattering and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment, video projectors containing a block of three collimated lasers, or a block of three collimated lasers, with the replacement of one or more lasers with a laser of a different length, are used in the source of excitation waves or a block of three collimated lasers, with the block complemented by one or more lasers with a different wavelength when using the built-in interface. Provision is made for alternating control of a pair or more lasers by one interface channel, implemented through a sequence of frames in a video stream, sequentially controlling several lasers through one transmitted color.

Предусмотрено, что в источнике используется массово производимый для видеопроекторов блок сканатора, и соответствующий ему интерфейс, используется массово производимый для видеопроекторов DLP-блок, и соответствующий ему интерфейс, используется массово производимый LCD-блок и соответствующий ему интерфейс. It is stipulated that the source uses a mass-produced scanner block for video projectors and its corresponding interface, uses a mass-produced DLP block for video projectors and its corresponding interface, and uses a mass-produced LCD block and its corresponding interface.

Предусмотрено, что в источнике используется массово производимый для видеопроекторов интерфейс, использующий видеопоток, аппаратно генерируемый массово производимыми видеокартами. It is envisaged that the source uses a mass-produced interface for video projectors, using a video stream generated in hardware by mass-produced video cards.

Предусмотрено, что в источнике используется массово производимый для видеопроекторов интерфейс, использующий видеопоток, программно генерируемый с помощью ПО, разработанного для медийных приложений. Такое решение, является уникальным по цене, компактности и простоте использования.The source is intended to use a mass-produced interface for video projectors that uses a video stream generated programmatically using software developed for media applications. This solution is unique in price, compactness and ease of use.

Предусмотрено, что в источнике используется массово производимые видеокамеры, генерирующие видеопоток для использования в системе обратной связи источника. It is envisaged that the source uses mass-produced video cameras that generate a video stream for use in the source feedback system.

Наибольший ожидаемый промышленный (экономический, технический) эффект изобретение способно принести в сегменте массового и портативного аналитического и биоаналитического оборудования. Использование позитивно скажется на насыщении рынка аналитического оборудования и, как следствие, повышении общего технологического уровня общества.The invention can bring the greatest expected industrial (economic, technical) effect in the segment of mass-produced and portable analytical and bioanalytical equipment. The use will have a positive impact on the saturation of the market for analytical equipment and, as a result, increasing the overall technological level of society.

Источник возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания света и иных оптических сигналов для аналитического и биоаналитического оборудования производит гомогенизированное и/или декогерированное и/или узкополосное и/или многополосное и/или импульсное и/или модулированное и/или динамически перестраиваемое оптическое излучение в экономичном и/или портативном и/или энергосберегающем формате. Такое оптическое излучение требуется в множестве оптических устройств, включая, но не ограничиваясь, системы микроскопии и имидж-анализа, проточной цитометрии, спектроскопии, сканирования иммуноглобулиновых и ДНК-матриц, 3D-принтеров, системы машинного зрения.The source of excitation of fluorescence, Raman scattering of light and other optical signals for analytical and bioanalytical equipment produces homogenized and/or decohered and/or narrowband and/or multiband and/or pulsed and/or modulated and/or dynamically tunable optical radiation in an economical and/or portable and/or energy-saving format. Such optical radiation is required in a variety of optical devices, including, but not limited to, microscopy and imaging systems, flow cytometry, spectroscopy, immunoglobulin and DNA matrix scanning, 3D printers, and machine vision systems.

Устройство обеспечивает получение гомогенизированного и/или декогерированного и/или узкополосного и/или многополосного и/или импульсного и/или модулированного и/или динамически перестраиваемого оптического излучения в экономичном и/или портативном и/или энергосберегающем формате.The device provides homogenized and/or decohered and/or narrowband and/or multiband and/or pulsed and/or modulated and/or dynamically tunable optical radiation in an economical and/or portable and/or energy-saving format.

Гомогенизированное и/или декогерированное и/или узкополосное и/или многополосное и/или импульсное и/или модулированное и/или динамически перестраиваемое оптическое излучение в экономичном и/или портативном и/или энергосберегающем формате требуется в множестве оптических устройств, включая но не ограничиваясь системы микроскопии и имидж-анализа, проточной цитометрии, спектроскопии, сканирования иммуноглобулиновых и ДНК-матриц, 3D-принтеров, системы машинного зрения.Homogenized and/or decohered and/or narrowband and/or multiband and/or pulsed and/or modulated and/or dynamically tunable optical radiation in a cost-effective and/or portable and/or energy-saving format is required in a variety of optical devices, including but not limited to systems microscopy and image analysis, flow cytometry, spectroscopy, scanning of immunoglobulin and DNA matrices, 3D printers, machine vision systems.

Устройства, обеспечивающие совокупность перечисленных свойств для аналитического и биоаналитического оборудования, в настоящее время не представлены на рынке.Devices that provide a combination of the listed properties for analytical and bioanalytical equipment are currently not available on the market.

Решение, для заявленной совокупности свойств, является уникальным по цене, компактности и энергоэффективности, поскольку содержит наиболее сложные блоки (излучатели, сканатор, интерфейс) оптимизированные для массового производства. The solution, for the declared set of properties, is unique in price, compactness and energy efficiency, since it contains the most complex blocks (emitters, scanner, interface) optimized for mass production.

Claims (10)

1. Источник оптического излучения для возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания в аналитическом и биоаналитическом оборудовании, характеризующийся тем, что содержит лазерный видеопроектор, управляющий лазерным излучением в соответствии с видеосигналом, получаемым от управляющей электронно-вычислительной машины, лазерный видеопроектор связан с управляющей электронно-вычислительной машиной через систему обратной связи, включающей камеру, получающую оптическое излучение через фокусирующую оптическую систему, для корректировки параметров оптического излучения, управляющая электронно-вычислительная машина содержит программу управления оптическим излучением лазерного видеопроектора посредством передаваемого на лазерный видеопроектор видеопотока, причем лазерный видеопроектор выполнен в виде лазерного сканирующего видеопроектора или в виде лазерного матричного видеопроектора.1. A source of optical radiation for excitation of fluorescence, Raman scattering in analytical and bioanalytical equipment, characterized in that it contains a laser video projector that controls laser radiation in accordance with the video signal received from the control electronic computer, the laser video projector is connected to the control electronic computer through a feedback system, including a camera receiving optical radiation through a focusing optical system, to adjust the parameters of optical radiation, the control electronic computer contains a program for controlling the optical radiation of a laser video projector by means of a video stream transmitted to the laser video projector, wherein the laser video projector is made in the form of a laser scanning video projector or in the form of a laser matrix video projector. 2. Источник оптического излучения по п.1, отличающийся тем, что лазерный видеопроектор включает блок коллимированных лазеров и сканирующий микроэлектромеханический MEMS блок. 2. The optical radiation source according to claim 1, characterized in that the laser video projector includes a block of collimated lasers and a scanning microelectromechanical MEMS block. 3. Источник оптического излучения по п.1, отличающийся тем, что управляющая электронно-вычислительная машина выполнена в виде смартфона или планшетного компьютера.3. The source of optical radiation according to claim 1, characterized in that the control electronic computer is made in the form of a smartphone or tablet computer. 4. Источник оптического излучения по п.1, отличающийся тем, что фокусирующая оптическая система включает цилиндрическую оптическую линзу, выравнивающую угол расхождения по вертикали/горизонтали, в комбинации со сферической линзой, фокусирующей поток излучения в луч.4. The source of optical radiation according to claim 1, characterized in that the focusing optical system includes a cylindrical optical lens that aligns the divergence angle vertically/horizontally, in combination with a spherical lens that focuses the radiation flux into the beam. 5. Источник оптического излучения по п.1, отличающийся тем, что фокусирующая оптическая система включает линзу с различающейся по осям кривизной, одновременно выравнивающей угол расхождения по вертикали/горизонтали и фокусирующую поток излучения в луч. 5. The source of optical radiation according to claim 1, characterized in that the focusing optical system includes a lens with a different curvature along the axes, which simultaneously equalizes the divergence angle vertically/horizontally and focuses the radiation flux into the beam. 6. Источник оптического излучения по п.1, отличающийся тем, что фокусирующая оптическая система включает апохроматическую оптику, предназначенную для фокусировки излучения без внесения хроматических искажений при использовании излучения более чем одной длины волны.6. An optical radiation source according to claim 1, characterized in that the focusing optical system includes apochromatic optics designed to focus radiation without introducing chromatic distortion when using radiation of more than one wavelength. 7. Источник оптического излучения по п.1, отличающийся тем, что фокусирующая оптическая система содержит оптику, установленную с использованием электромеханических актуаторов, перестраиваемую для каждой последовательно используемой длины волны. 7. The optical radiation source according to claim 1, characterized in that the focusing optical system contains optics installed using electromechanical actuators, tunable for each successively used wavelength. 8. Источник оптического излучения по п.1, отличающийся тем, что система обратной связи включает делитель луча, перенаправляющий часть оптического излучения на видеокамеру, предназначенную для регистрации отражённого от рабочей поверхности оптического излучения, параллельно с детекцией флуоресценции.8. The source of optical radiation according to claim 1, characterized in that the feedback system includes a beam splitter that redirects part of the optical radiation to a video camera designed to record optical radiation reflected from the working surface, in parallel with fluorescence detection. 9. Источник оптического излучения по п.1, отличающийся тем, что система обратной связи включает точечные детекторы, предназначенные для высокоскоростной детекции модуляции излучения и параметров импульсов.9. The optical radiation source according to claim 1, characterized in that the feedback system includes point detectors designed for high-speed detection of radiation modulation and pulse parameters. 10. Способ управления интенсивностью излучения в сечении луча, генерируемого источником оптического излучения для возбуждения флуоресценции, комбинационного рассеивания в аналитическом и биоаналитическом оборудовании, охарактеризованном в п.1, в котором корректируют передаваемое на лазерный видеопроектор изображение или корректируют яркость передаваемого на лазерный видеопроектор изображения в каждом из цветов, формирование излучения осуществляют трансляцией серии изображений на лазерный видеопроектор. 10. A method for controlling the intensity of radiation in the cross section of a beam generated by a source of optical radiation to excite fluorescence, Raman scattering in analytical and bioanalytical equipment described in claim 1, in which the image transmitted to the laser video projector is adjusted or the brightness of the image transmitted to the laser video projector is adjusted in each from flowers, the formation of radiation is carried out by transmitting a series of images to a laser video projector.
RU2021136982A 2021-12-15 Optical radiation source for exciting fluorescence, raman scattering in analytical and bioanalytical equipment RU2818047C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021136982A RU2021136982A (en) 2023-06-15
RU2818047C2 true RU2818047C2 (en) 2024-04-23

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1728736A1 (en) * 1989-12-07 1992-04-23 Специализированное Конструкторское Бюро С Опытным Производством Отдела Теплофизики Ан Узсср Laser projection microscope
JPH06324000A (en) * 1993-05-12 1994-11-25 Osaka Gas Co Ltd Method and device for inspecting inside of pipe line

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1728736A1 (en) * 1989-12-07 1992-04-23 Специализированное Конструкторское Бюро С Опытным Производством Отдела Теплофизики Ан Узсср Laser projection microscope
JPH06324000A (en) * 1993-05-12 1994-11-25 Osaka Gas Co Ltd Method and device for inspecting inside of pipe line

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ipatov, Andrey, et al. "Light addressable potentiometric sensor array: A new approach for light beam positioning." Procedia Engineering 5 (2010): 625-628. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107941763B (en) Coaxial three-dimensional stimulated radiation loss super-resolution microscopic imaging method and device
US9500846B2 (en) Rapid adaptive optical microscopy over large multicellular volumes
JP4723806B2 (en) Confocal microscope
CN108802989B (en) Parallel multizone image device
CN108132543B (en) Super-resolution imaging system
JP6061958B2 (en) Software-defined microscope
US10466458B2 (en) Image acquisition device, image acquisition method, and spatial light modulation unit
US20140368904A1 (en) Software Defined Microscope
JP2017517767A (en) Functionally integrated laser scanning microscope
CN109923459B (en) Method for adjusting a laser scanning fluorescence microscope and laser scanning fluorescence microscope having an automatic adjustment device
Dean et al. Isotropic imaging across spatial scales with axially swept light-sheet microscopy
US10576580B2 (en) Light irradiating device and light irradiating method
US20240142760A1 (en) High Numerical Aperture Selective Plane Illumination Microscopy
US20210072524A1 (en) Optical system with a tilted illumination plane and method for illuminating a sample volume in an optical system with a tilted illumination plane
EP3373060A1 (en) Image acquisition device, image acquisition method, and spatial light modulation unit
JPWO2020031668A1 (en) Optical microscope equipment and optical microscope system
RU2818047C2 (en) Optical radiation source for exciting fluorescence, raman scattering in analytical and bioanalytical equipment
US9354503B2 (en) Laser projector
CN116338926B (en) Microscope illumination system, imaging system, and device and method for detecting defects of silicon wafer
RU2579640C1 (en) Confocal image spectrum analyser
US9069167B2 (en) Illumination apparatus for microscope and microscope using the same
US20200166457A1 (en) Measurement device and irradiation device
US20220291496A1 (en) Chromatic light sheet microscope
CN218156776U (en) Atmospheric turbulence simulator
US20240077356A1 (en) Compact holographic slm spectrometer