RU35440U1 - Optoelectronic diagnostic complex - Google Patents

Optoelectronic diagnostic complex Download PDF

Info

Publication number
RU35440U1
RU35440U1 RU2003127216/20U RU2003127216U RU35440U1 RU 35440 U1 RU35440 U1 RU 35440U1 RU 2003127216/20 U RU2003127216/20 U RU 2003127216/20U RU 2003127216 U RU2003127216 U RU 2003127216U RU 35440 U1 RU35440 U1 RU 35440U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
unit
optical
acousto
Prior art date
Application number
RU2003127216/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.Т. Александров
Н.Н. Бажанов
А.А. Воробьёв
З.А. Магомедов
Е.П. Пашков
В.А. Хоменко
И.М. Мищенко
А.А. Лабазанов
Г.Э. Баграмова
М.М. Мазур
В.Н. Жогун
В.Н. Шорин
Original Assignee
Александров Михаил Тимофеевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александров Михаил Тимофеевич filed Critical Александров Михаил Тимофеевич
Priority to RU2003127216/20U priority Critical patent/RU35440U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU35440U1 publication Critical patent/RU35440U1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

Оптико-электронный диагностический комплекс.Optoelectronic diagnostic complex.

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к оптическим устройствам для диагностики.The utility model relates to medical equipment, namely to optical devices for diagnosis.

Из уровня техники известны различные устройства для диагностики с использованием лазерного излучения (см. например патенты RU-C1№2102925, 1996, RU-C1-№2160897, 2000, заявки FR-A-№2436086 1981). Основной недостаток известных оптических утройств для диагностики заключается в том, что они имеют ограниченные возможности.The prior art various devices for diagnostics using laser radiation (see, for example, patents RU-C1№2102925, 1996, RU-C1-No.2160897, 2000, applications FR-A-No.2436086 1981). The main disadvantage of the known optical devices for diagnosis is that they have limited capabilities.

Известен также оптико-электронный диагностический комплекс, взятый в качестве прототипа и содержащий блок источников оптического излучения (лазеров), оптически сопряженных с входом первой волоконнооптической линии, выход которой является оптическим выходом комплекса, спектрометр, вход которого оптически сопряжен с выходом второй волоконно-оптической линии, вход которой является оптическим входом оптико-электронного диагностического комплекса. Спектрометр выполнен в виде полихроматора на базе узкополосных светофильтров, каждый из которых оптически сопряжен соответствующим фотопреобразователем, выходы которых подключены эд котронный коммутатор к АЦП. Кроме того, известный комплекс включает системный блок персонального компьютера, вход/выход которого соединен, с видеокамерой, а вход с выходом АЦП, который яЬляется выходом спектометра, первый выход системного блока соединен с управляющим входом блока источников оптичес1Що излучения, а второй и третий выходы роединены соответственно с управл5црщим входом электронного коммута рра и управляющим входом АЦП, которые являются соответственно )вьш1 и вторым входами спектрометра (см. патент RU-C2-№2154398, Also known is an optical-electronic diagnostic complex, taken as a prototype and containing a block of optical radiation sources (lasers) optically coupled to the input of the first fiber-optic line, the output of which is the optical output of the complex, a spectrometer, the input of which is optically coupled to the output of the second fiber-optic line , the input of which is the optical input of the optoelectronic diagnostic complex. The spectrometer is made in the form of a polychromator based on narrow-band light filters, each of which is optically coupled by a corresponding photoconverter, the outputs of which are connected by an edotron switch to the ADC. In addition, the well-known complex includes a personal computer system unit, the input / output of which is connected to a video camera, and the input with an ADC output, which is the spectrometer output, the first output of the system unit is connected to the control input of the optical radiation source unit, and the second and third outputs are connected respectively, with the control input of the electronic commutator pp and the control input of the ADC, which are respectively) vsh1 and the second inputs of the spectrometer (see patent RU-C2-No. 2154398,

2 О О 3 1 2 . 7 ,г 162 O O 3 1 2. 7, g 16

МПК7 GOIN 33/48MPK7 GOIN 33/48

Недостатки прототипа:The disadvantages of the prototype:

-низкая обнаружительная способность, обусловленная параллельным накоплением сигналов € выходов полихроматора;-low detection ability due to the parallel accumulation of signals of the outputs of the polychromator;

низкая достоверность спектральных данных вследствие низкой разрешающей способности спектрометра;low reliability of spectral data due to the low resolution of the spectrometer;

-невысокий динамический диапазон;-low dynamic range;

-отсутствие возможности управления временными и энергетическими параметрами лазеров.- Lack of control over time and energy parameters of lasers.

Полезная модель направлена на решение технической задачи по обеспечению повышения технико-эксплуатационных параметров оптикоэлектронного диагностического комплекса.The utility model is aimed at solving the technical problem of increasing the technical and operational parameters of the optoelectronic diagnostic complex.

Поставленная задача решена тем, что оптико-электронный комплекс, содержащий блок источников оптического излучения, оптически сопряженных с входом первой волоконно-оптической линии, спектрометр, вход которого оптически сопряжен с выходом второй волоконно-оптической линии и процессорный блок, включающий системный блок персонального компьютера, согласно полезной модели, он дополнительно содержит оптико-измерительный блок, вход и выход которого оптически сопряжены соответственно с выходом первой волоконно-оптической линии и входом второй волоконно-оптической линии, спектрометр выполнен в виде двойного акустооптического монохроматора, на выходе которого установлен фотопреобразователь, подключенный своим выходом ко входу блока предварительной обработки сигнала, выход которого является выходом спектрометра, и драйвера двойного акустооптического монохроматора, который выполнен в виде расположенных последовательно двух акустооптических фильтров, причем выходной поляризатор первого акустооптического фильтра является входным поляризатором второго аустооптического фильтра, первый и второй выходы драйвера двойного акустооптического монохроматора подключены соответственно к пьезоэлектрическому преобразователю акустооптической ячейки первого и кThe problem is solved in that the optical-electronic complex containing a block of optical radiation sources that are optically coupled to the input of the first fiber-optic line, a spectrometer, the input of which is optically coupled to the output of the second fiber-optic line and the processor unit, including the system unit of a personal computer, according to a utility model, it further comprises an optical measuring unit, the input and output of which are optically coupled, respectively, with the output of the first fiber optic line and the input of the WTO fiber optic line, the spectrometer is made in the form of a double acousto-optic monochromator, at the output of which there is a photoconverter connected with its output to the input of the signal preprocessing unit, the output of which is the output of the spectrometer, and the driver of the double acousto-optical monochromator, which is made in the form of two acousto-optical filters, and the output polarizer of the first acousto-optical filter is the input polarizer of the second acousto-optical about the filter, the first and second outputs of the driver of a double acousto-optic monochromator are connected respectively to the piezoelectric transducer of the acousto-optic cell of the first and

пьезоэлектрическому преобразователю акустооптической ячейки второго из акустооптических фильтров, а выход драйвера двойного акустооптического монохроматора является входом спектрометра, процессорный блок дополнительно содержит микропроцессор, вход/выход которого соединен с последовательным портом системного блока персонального компьютера, интерфейс которого является первым выходом процессорного блока, вход и, по крайней мере один выход микропроцессора, являются соответственно входом и другими выходами процессорного блока, вход которого и его второй выход соединены соответственно с выходом и первым входом спектрометра.the piezoelectric transducer of the acousto-optic cell of the second of acousto-optic filters, and the driver output of the double acousto-optic monochromator is the input of the spectrometer, the processor unit further comprises a microprocessor, the input / output of which is connected to the serial port of the system unit of the personal computer, the interface of which is the first output of the processor unit, the input and, at least one microprocessor output, respectively, are the input and other outputs of the processor unit, the input which and its second output are connected respectively to the output and the first input of the spectrometer.

Кроме того поставленная задача решена тем, что:In addition, the task is solved in that:

-оптико-измерительный блок содержит оптический затвор, управляющий вход которого является первым входом оптико-измерительного блока, при этом третий выход процессорного блока соединен с первым входом оптикоизмерительного блока;the optical measuring unit contains an optical shutter, the control input of which is the first input of the optical measuring unit, while the third output of the processing unit is connected to the first input of the optical measuring unit;

-оптико-измерительный блок содержит средства для плавной или ступенчатой регулировки лазерного , действующего на размещенный в оптико-измерительном блоке образец, при этом управляющий вход указанных выше средств является четвертым входом оптико-измерительного блока и соединен с четвертым выходом процессорного блока;the optical measuring unit contains means for smooth or stepwise adjustment of the laser acting on the sample located in the optical measuring unit, while the control input of the above means is the fourth input of the optical measuring unit and is connected to the fourth output of the processor unit;

-блок предварительной обработки сигнала вьшолнен с возможностью изменения режима регистрации сигнала, при этом управляющий вход блока предварительной обработки сигнала является вторым входом спектрометра и соединен с пятым входом процессорного блока;- the signal preprocessing unit is configured to change the signal registration mode, while the control input of the signal preprocessing unit is the second input of the spectrometer and is connected to the fifth input of the processor unit;

-блок предварительной обработки сигнала вьшолнен с возможностью изменения режима регистрации сигнала с режима счета фотонов на режим интегрирования сигнала;- the signal preprocessing unit is configured to change the signal registration mode from the photon counting mode to the signal integration mode;

-оптико-измерительный блок включает автоматическзоо систему подачи пробирок, управляющий вход которой является третьим входом оптикоизмерительного блока и соединен с шестым выходом процессорного блока;- the optical measuring unit includes an automatic test tube supply system, the control input of which is the third input of the optical measuring unit and is connected to the sixth output of the processor unit;

-блок источников оптического излучения содержит, по крайней мере, два лазера, подключенных к соответствующим блокам питания, каждый из которых выполнен с управляющим входом;- the block of optical radiation sources contains at least two lasers connected to the corresponding power supplies, each of which is made with a control input;

-блок источников оптического излучения содержит лазер, работающий на длине волны 440нм, лазер, работающий на длине волны 530нм и лазер, работающий на длине волны бЗОнм;- the block of optical radiation sources contains a laser operating at a wavelength of 440 nm, a laser operating at a wavelength of 530 nm and a laser operating at a wavelength of bZONm;

-управляющие входы источников питания лазера посредством линии связи подключены к соответствующей группе выходов процессорного блока.The control inputs of the laser power sources via a communication line are connected to the corresponding group of outputs of the processor unit.

Преимущества предложенного оптико-электронного диагностического комплекса перед известным заключается в том, что обеспечивается повышение обнаружительной способности за счет модуляции исследуемого излучения и последующей синхронной обработки. Кроме того обеспечивается увеличение динамического диапазона. Дополнительно обеспечивается возможность управления энергетическими и временными параметрами лазерного излучения. В дальнейшем полезная модель поясняется чертежами и описанием к ним.The advantages of the proposed optical-electronic diagnostic complex over the known one is that it provides an increase in the detection ability due to the modulation of the investigated radiation and subsequent synchronous processing. In addition, an increase in dynamic range is provided. Additionally, it is possible to control the energy and time parameters of laser radiation. In the future, the utility model is illustrated by drawings and a description of them.

На фиг.1 представлена блок-схема оптико-электронного диагностического комплекса; на фиг.2, 3 и 4 - схемы измерений.Figure 1 presents a block diagram of an optoelectronic diagnostic complex; figure 2, 3 and 4 - measurement schemes.

Оптико-электронный диагностический комплекс содержит оптически последовательно сопряженные между собой блок 1 источников оптического излучения, оптико-измерительный блок 2 (ОИБ) и спектрометр 3, подключенный своими электрическими входом и выходом к процессорному блоку 4, который связан с блоком 5 индикации и регистрации результатов измерений (фиг.1).The optical-electronic diagnostic complex comprises an optical radiation source unit 1, an optical measuring unit 2 (OIB) and a spectrometer 3 connected optically in conjunction with each other and connected to the processor unit 4, which is connected to the display unit 5 for indicating and recording measurement results (figure 1).

Блок 1 источников оптического излучения включает, по крайней мере, два лазера. В предпочтительном варианте вьшолнения комплекса блок 1 источников оптического излучения содержит подключенные кBlock 1 of the optical radiation sources includes at least two lasers. In a preferred embodiment, the implementation of the complex unit 1 of the sources of optical radiation contains connected to

соответствующим блокам 6, 7 и 8 питания лазер 9, работающий на длине волны 44S iHM, лазер 10, работающий на длине волны 530 .Ш, и лазер 11, работающий на длине волны 630 им. Возможно также использование в предлагаемом комплексе одного блока питания всех лазеров с числом выходов, равным числу используемых лазеров. Блок 6 питания имеет управляющий вход 6, а блоки 7 и 8 - соответственно управляющие входы 7 и 8.the corresponding power supply units 6, 7 and 8, a laser 9 operating at a wavelength of 44S iHM, a laser 10 operating at a wavelength of 530 .W, and a laser 11 operating at a wavelength of 630 im. It is also possible to use in the proposed complex one power supply unit for all lasers with the number of outputs equal to the number of lasers used. The power supply unit 6 has a control input 6, and the blocks 7 and 8 have control inputs 7 and 8, respectively.

Выход каждого лазера 9, 10 и 11 оптически сопряжен с оптикоизмерительным блоком 2 посредством первой волоконно-оптической линии 12.The output of each laser 9, 10 and 11 is optically coupled to the optical measuring unit 2 by means of the first fiber optic line 12.

Оптико-измерительный блок 2 может быть выполнен различным образом, в частности, в виде интегрирующей фотометрической камеры, снабженной держателем для жидкостной кюветы. В предпочтительном варианте вьшоления оптико-электронного диагностического комплекса в качестве оптико-измерительного блока 2 используется автоматическая система подачи пробирок (АСПП) типа Эппендорф.The optical measuring unit 2 can be made in various ways, in particular, in the form of an integrating photometric camera equipped with a holder for a liquid cell. In a preferred embodiment, the optical-electronic diagnostic complex as an optical measuring unit 2 uses an automatic tube feeding system (ASPP) of the Eppendorf type.

Оптико-измерительный блок 2 содержит также оптический затвор 13 для прерывания воздействующего на образец лазерного излучения, а также средства 14 для плавной или ступенчатой регулировки лазерного излучения, воздействующего на образец.The optical measuring unit 2 also includes an optical shutter 13 for interrupting the laser radiation acting on the sample, as well as means 14 for smoothly or stepwise adjusting the laser radiation acting on the sample.

В зависимости от вида исследуемого образца 15 может быть использована либо схема измерений на отражение назад (фиг.2) на базе Yобразного волоконно-оптического разветвителя 16, либо схема измерений на проход (фиг.4).Depending on the type of test sample 15, either a back reflection measurement circuit (FIG. 2) based on a Y-shaped fiber optic splitter 16 or a passage measurement circuit (FIG. 4) can be used.

Спектрометр 3, оптически сопряженный с выходом ОИБ посредством второй волоконно-оптической линии 12 содержит двойной акустооптический монохроматор 17, на выходе которого установлен, например, охлаждаемый фотопреобразователь 18 (в предпочтительном варианте - ФЭУ), подключенный своим выходом к входу блока 19 предварительной обработки сигнала. Кроме того, спектрометр 3 содержитThe spectrometer 3, which is optically coupled to the OIB output by means of the second fiber-optic line 12, contains a double acousto-optic monochromator 17, at the output of which is installed, for example, a cooled photoconverter 18 (in the preferred embodiment, a PMT), connected by its output to the input of the signal preprocessing unit 19. In addition, spectrometer 3 contains

драйвер 20 двойного акустооптического монохроматора 17, при этом выход блока 19 предварительной обработки сигналов является выходом спектрометра 3, а вход драйвера 20 двойного акустооптического монохроматора 17 - его первым (электрическим) входом. В случае выполнения блока 19 предварительной обработки сигнала с возможностью изменения режима регистрации сигнала с выхода фотопреобразователя 18 (с режима счета фотонов на режим интегрирования сигнала с целью дополнительного расширения динамического диапазона на 20-30 дБ) его управляющий вход является вторым входом спектрометра 3.the driver 20 of the double acousto-optic monochromator 17, while the output of the signal preprocessing unit 19 is the output of the spectrometer 3, and the input of the driver 20 of the double acousto-optic monochromator 17 is its first (electrical) input. In the case of execution of the signal preprocessing unit 19 with the possibility of changing the signal registration mode from the output of the photoconverter 18 (from the photon counting mode to the signal integration mode in order to further expand the dynamic range by 20-30 dB), its control input is the second input of the spectrometer 3.

Двойной акустооптический монохроматор 17 содержит три (первый 21, второй 22 и третий 23) поляризатора, а также первую 24 и вторую 25 акустооптические ячейки (АОЯ), каждая из которых включает твердотельную активную среду 26 - кристалл парателлурита и пьезоэлектрический преобразователь 27 (ультразвуковой излучатель).A double acousto-optic monochromator 17 contains three (first 21, second 22 and third 23) polarizers, as well as first 24 and second 25 acousto-optic cells (AOI), each of which includes a solid-state active medium 26 - a paratellurite crystal and a piezoelectric transducer 27 (ultrasonic emitter) .

Первый поляризатор 21 установлен на входе первой АОЯ 24 так, что волновой вектор акустической волны, возбужденной в кристалле 26 АОЯ 24, лежит в плоскости поляризации входного светового пучка 28, а скрещенный по отношению к нему второй поляризатор 22 расположен перпендикулярно направлению распространения дифрагированного в АОЯ 24 светового пучка 28. Вторая АОЯ 25 расположена относительно второго поляризатора 22 так, чтобы волновой вектор акустической волны, возбужденной в кристалле 26 АОЯ 25 лежал в плоскости поляризации ее входного светового пучка 29. Третий поляризатор 23, скрещенный относительно второго поляризатора 22, установлен ортогонально направлению распространения дифрагированного в АОЯ 25 светового пучка 29. Драйвер 20 двойного акустооптического монохроматора 17 включает высокочастотный синтезатор 30, вход которого является входом драйвера 20, и высокочастотный усилитель 31, к первому и второму выходам которого (являющимся соответственно первым и вторым выходами драйвера 20) подключены соответственно пьезоэлектрическиеThe first polarizer 21 is installed at the input of the first AOI 24 so that the wave vector of the acoustic wave excited in the crystal 26 of the AOI 24 lies in the plane of polarization of the input light beam 28, and the second polarizer 22 crossed with respect to it is located perpendicular to the direction of propagation of the diffracted into the AOI 24 light beam 28. The second AOI 25 is located relative to the second polarizer 22 so that the wave vector of the acoustic wave excited in the AOI crystal 26 lies in the plane of polarization of its input light beam 29. The third polarizer 23, crossed relative to the second polarizer 22, is mounted orthogonal to the propagation direction of the light beam diffracted in AOI 25. The driver 20 of the double acousto-optic monochromator 17 includes a high-frequency synthesizer 30, the input of which is the input of the driver 20, and a high-frequency amplifier 31, to the first and the second outputs of which (which are respectively the first and second outputs of the driver 20) are connected respectively piezoelectric

преобразователи 27 АОЯ 24 и АОЯ 25. Выход же высокочастотного синтезатора 30 соединен с входом высокочастотного усилителя 31.converters 27 AOIA 24 and AOIA 25. The output of the high-frequency synthesizer 30 is connected to the input of the high-frequency amplifier 31.

Процессорный блок 4 включает микропроцессор 32 и системный блок 33 персонального компьютера, к интерфейсу которого подключен блок 5 индикации (дисплей 34) и регистрации (принтер 35) результатов измерений. Иными словами, интерфейс системного блока 33 является первым выходом процессорного блока 4. Вход/выход микропроцессора 32 соединен с последовательным портом системного блока 33 персонального компьютера. Вход, а также первый, второй и третий выходы микропроцессора 32 являются соответственно входом и вторым, третьим и четвертым выходами процессорного блока 4. Вход процессорного блока 4 соединен с выходом спектрометра 3. Второй выход процессорного блока 4 соединен с первым входом спектрометра 3, а третий и четвертый выходы процессорного блока соединены соответственно с первым и вторым входами оптикоизмерительного блока 2, которые являются управляющими входами соответственно оптического затвора 13 и средств 14 для плавной или ступенчатой регулировки действующего на образец 15 лазерного излучения. В сл)ае необходимости обеспечения двух режимов регистрации сигнала с выхода фотопреобразователя 18 (режима счета фотонов и режима интегрирования сигнала) микропроцессор 32 выполняется с дополнительным четвертым выходом, который является пятым выходом процессорного блока 4 и соединен со вторым входом спектрометра 3. В случае выполнения оптико-измерительного блока 2 в виде автоматической системы подачи пробирок, например типа Эппендорф, процессорный блок 4 выполняется с шестым выходом, являющимся соответствующим пятым выходом микропроцессора 32 и соединен с третьим входом оптико-измерительного блока 2, который является управляющим входом автоматической системы подачи пробирок. В ряде случаев целесообразно выполнить процессорный блок 4 (и следовательно микропроцессор 32) с дополнительной группой выходов, соединенных с управляющими входами 6, 7,8 блока 1 источниковThe processor unit 4 includes a microprocessor 32 and a system unit 33 of a personal computer, to the interface of which a display unit 5 (display 34) and registration (printer 35) are connected to the measurement results. In other words, the interface of the system unit 33 is the first output of the processor unit 4. The input / output of the microprocessor 32 is connected to the serial port of the system unit 33 of the personal computer. The input, as well as the first, second and third outputs of the microprocessor 32 are respectively the input and the second, third and fourth outputs of the processor unit 4. The input of the processor unit 4 is connected to the output of the spectrometer 3. The second output of the processor unit 4 is connected to the first input of the spectrometer 3, and the third and the fourth outputs of the processor unit are connected respectively to the first and second inputs of the optical measuring unit 2, which are the control inputs of the optical shutter 13 and means 14 for smooth or step control, respectively Rovkov acting on a sample of 15 of the laser radiation. In the case of the need to provide two modes of recording the signal from the output of the photoconverter 18 (photon counting mode and signal integration mode), the microprocessor 32 is executed with an additional fourth output, which is the fifth output of the processor unit 4 and connected to the second input of the spectrometer 3. In the case of optical -measurement unit 2 in the form of an automatic tube supply system, for example, Eppendorf type, the processor unit 4 is performed with a sixth output, which is the corresponding fifth output of the microprocess ora 32 and connected to the third input of the optical-measuring unit 2, which is a control input of the automatic feed system of tubes. In some cases, it is advisable to execute the processor unit 4 (and therefore the microprocessor 32) with an additional group of outputs connected to the control inputs 6, 7.8 of the source unit 1

оптического излучения (на фигЛ показано штриховой линией) линией связи 36.optical radiation (shown in FIG. dashed line) communication line 36.

Оптико-измерительный блок 2 оптически сопряжен со спектрометром с помощью либо объектива, либо второй волоконно-оптической линии 37.The optical measuring unit 2 is optically coupled to the spectrometer using either a lens or a second fiber optic line 37.

Оптико-электронный диагностический комплекс работает следующим образом. В соответствии с управляющими сигналами, поданными на один из управляющих входов 6, 7 и 8 блока 1 источников оптического излучения, а также на первый и второй входы оптико-измерительного блока 2 осуществляется: запуск определенного лазера 6-8 блока 1 источников оптического излучения, установка требуемого уровня ослабления зондирующего излучения ( с помощью средств 14 для плавной или ступенчатой регулировки воздействующего на образец 15 лазерного излучения) и управление оптическим затвором 13. Здесь следует отметить, что запуск нужного (для проведения конкретных исследований) лазера 6-8 может осуществляться как вручную, так и автоматически, а именно по сигналам, передаваемым по линии связи 36, с соответствзпющих выходов процессорного блока 4. Таким образом лазерное излучение требуемого спектрального состава и интенсивности посредством волоконно-оптической линии 12 в требуемый момент времени направляется на исследуемый образец 15 в соответствии с заранее выбранной схемой измерений (фиг. 2-4).Optoelectronic diagnostic complex operates as follows. In accordance with the control signals applied to one of the control inputs 6, 7 and 8 of block 1 of the optical radiation sources, as well as to the first and second inputs of the optical measuring block 2, the following is performed: the start of a certain laser 6-8 block 1 of the optical radiation sources, installation the required level of attenuation of the probe radiation (using means 14 for smooth or stepwise adjustment of the laser radiation acting on the sample 15) and control of the optical shutter 13. Here it should be noted that starting the desired (for Specific studies) of the laser 6-8 can be carried out either manually or automatically, namely, by signals transmitted via communication line 36, from the corresponding outputs of the processor unit 4. Thus, the laser radiation of the required spectral composition and intensity by means of a fiber optic line 12 at the required time is sent to the test sample 15 in accordance with a pre-selected measurement scheme (Fig. 2-4).

Отраженное или прошедшее через образец 15 лазерное излучение, а также излучение люминесценции (в случае исследования образцов с центрами люминесценции) посредством второй волоконно-оптической линии 37 поступает на вход двойного акустооптического монохроматора 17, выполненного на базе двух, расположенных последовательно акустооптических фильтров, при этом выходной поляризатор 22 первого акустооптического фильтра является входным поляризатором второго акустооптического фильтра. Каждый акустооптический фильтр (см. Физическая энциклопедия, М. изд. Советская энциклопедия, т.1, с.48, 1998) включает соответственно АОЯ 24 (АОЯ 25), а также входнойThe laser radiation reflected or transmitted through the sample 15, as well as luminescence radiation (in the case of studying samples with luminescence centers), is supplied to the input of a double acousto-optic monochromator 17 made on the basis of two acousto-optic filters arranged in series with the second fiber optic line 37 the polarizer 22 of the first acousto-optical filter is the input polarizer of the second acousto-optical filter. Each acousto-optic filter (see Physical Encyclopedia, M. ed. Soviet Encyclopedia, vol. 1, p. 48, 1998) includes respectively AOIA 24 (AOIA 25), as well as an input

поляризатор 21 (22) и выходной поляризатор 22 (23). Первый (входной) поляризатор 21 вьщеляет излучение, имеющее линейную поляризацию в соответствии с ориентацией этого поляризатора. С помощью пьезоэлектрического преобразователя 27 (на который подается с первого выхода драйвера 20 моночастотный высокочастотный сигнал) в твердотельной активной среде 26 АОЯ 24 возбуждается монохроматический звук той же частоты, при распространении которого (вследствие упругооптического эффекта) образуется объемная дифракционная рещетка. В результате анизотропной брэгговской дифракции в узком спектральном интервале возникает дифрагированное оптическое излучение другой поляризации (ортогональной входному излучению), которое выделяется выходным поляризатором 22. Аналогично работает и второй акустооптический фильтр. Таким образом, сигнал со второго выхода процессорного блока 4 поступает на вход спектрометра 3 и запускает драйвер 20 двойного акустооптического монохроматора 17. В результате на выходе высокочастотного синтезатора 30 последовательно генерируются моночастотные импульсные высокочастотные сигналы в пределах, определяемых диапазоном оптической перестройки акустооптических фильтров, и с шагом, зависящим от щирины полосы пропускания акустооптических фильтров. Усиленные импульсные моночастотные высокочастотные сигналы поступают на пьезоэлектрические преобразователи 27 АОЯ 24 и АОЯ 25. Выделенная с помощью двойного акустооптического монохроматора 17 импульсно модулированная спектральная компонента излучения, поступающего на вход спектрометра 3, преобразуется в импульсный электрический сигнал с помощью фотопреобразователя 18. Сигнал с выхода фотопреобразователя 18 поступает в блок 19 предварительной обработки сигналов, который обеспечивает два режима регистрации: режим счета фотонов и режим интегрирования сигнала. Выбор режима регистрации осуществляется по сигналам, поступающим на второй вход спектрометра 3 с пятого выхода процессорного блока 4. Сpolarizer 21 (22) and output polarizer 22 (23). The first (input) polarizer 21 absorbs radiation having a linear polarization in accordance with the orientation of this polarizer. Using a piezoelectric transducer 27 (to which a mono-frequency high-frequency signal is supplied from the first output of the driver 20), a monochromatic sound of the same frequency is excited in the solid-state active medium 26 AOI 24, during the propagation of which (due to the elasto-optical effect) a volume diffraction grating is formed. Anisotropic Bragg diffraction in a narrow spectral range results in diffracted optical radiation of a different polarization (orthogonal to the input radiation), which is emitted by the output polarizer 22. The second acousto-optical filter also works. Thus, the signal from the second output of the processor unit 4 is fed to the input of the spectrometer 3 and starts the driver 20 of the double acousto-optic monochromator 17. As a result, the output of the high-frequency synthesizer 30 mono-frequency pulsed high-frequency signals are sequentially generated within the limits determined by the optical tuning range of the acousto-optic filters, and with a step depending on the width of the passband of acousto-optic filters. The amplified pulsed mono-frequency high-frequency signals are fed to the piezo-electric transducers 27 AOIA 24 and AOA 25. The pulse-modulated spectral component of the radiation transmitted to the input of the spectrometer 3, extracted using a double acousto-optical monochromator 17, is converted into a pulsed electrical signal using a photo-converter 18. The signal from the output of the photo-converter 18 enters the signal preprocessing unit 19, which provides two registration modes: photon counting mode and int mode signal aggregation. The selection of the registration mode is carried out according to the signals received at the second input of the spectrometer 3 from the fifth output of the processor unit 4. C

выхода блока 19 предварительной обработки сигналов сигналы поступают на вход процессорного блока 4, который обеспечивает вывод на дисплей 34 следующих параметров: спектральной плотности энергетической яркости флуоресценции, относительной величины флуоресценции, спектр флуоресценции, нормированный на образец сравнения, амплитуды и полуширины спектра флуоресценции.The output of the signal preprocessing unit 19, the signals are input to the processor unit 4, which provides the following parameters on the display 34: spectral density of the fluorescence energy brightness, relative fluorescence, fluorescence spectrum normalized to the reference sample, amplitude and half-width of the fluorescence spectrum.

Предложенный оптико-электронный диагностический комплекс может быть использован для экспрессного исследования спектров флуоресценции аэробных, анаэробных бактерий, а также при оптической диагностике заболеваний и процессов микробной природы в медицине, промышленности и пищевых биотехнологиях. The proposed optoelectronic diagnostic complex can be used for rapid study of the fluorescence spectra of aerobic, anaerobic bacteria, as well as for the optical diagnosis of diseases and microbial processes in medicine, industry, and food biotechnology.

Claims (10)

1. Оптико-электронный комплекс, содержащий блок источников оптического излучения, оптически сопряженных с входом первой волоконно-оптической линии, спектрометр, вход которого оптически сопряжен с выходом второй волоконно-оптической линии и процессорный блок, включающий системный блок персонального компьютера, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оптико-измерительный блок, вход и выход которого оптически сопряжены соответственно с выходом первой волоконно-оптической линии и входом второй волоконно-оптической линии, спектрометр выполнен в виде двойного акустооптического монохроматора, на выходе которого установлен фотопреобразователь, подключенный своим выходом ко входу блока предварительной обработки сигнала, выход которого является выходом спектрометра, и драйвера двойного акустооптического монохроматора, который выполнен в виде расположенных последовательно двух акустооптических фильтров, причем выходной поляризатор первого акустооптического фильтра является входным поляризатором второго акустооптического фильтра, первый и второй выходы драйвера двойного акустооптического монохроматора подключены соответственно к пьезоэлектрическому преобразователю акустооптической ячейки первого и к пьезоэлектрическому преобразователю акустооптической ячейки второго из акустооптических фильтров, а выход драйвера двойного акустооптического монохроматора является входом спектрометра, процессорный блок дополнительно содержит микропроцессор, вход/выход которого соединен с последовательным портом системного блока персонального компьютера, интерфейс которого является первым выходом процессорного блока, вход и, по крайней мере, один выход микропроцессора являются соответственно входом и другими выходами процессорного блока, вход выходами процессорного блока, вход которого и его второй выход соединены соответственно с выходом и первым входом спектрометра.1. Optical-electronic complex containing a block of optical radiation sources that are optically coupled to the input of the first fiber-optic line, a spectrometer, the input of which is optically coupled to the output of the second fiber-optic line, and a processor unit including a personal computer system unit, characterized in that it additionally contains an optical measuring unit, the input and output of which are optically coupled, respectively, with the output of the first fiber optic line and the input of the second fiber optic line, a spectrum the meter is made in the form of a double acousto-optic monochromator, at the output of which there is a photoconverter connected with its output to the input of the signal preprocessing unit, the output of which is the output of the spectrometer, and the driver of the double acousto-optic monochromator, which is made in the form of two acousto-optic filters arranged in series, the output polarizer of the first acousto-optical filter is the input polarizer of the second acousto-optical filter, the first and second outputs drive the faith of the double acousto-optic monochromator is connected respectively to the piezoelectric transducer of the acousto-optic cell of the first and to the piezoelectric transducer of the acousto-optic cell of the second of the acousto-optic filters, and the driver output of the double acousto-optic monochromator is the input of the spectrometer, the processor unit additionally contains a microprocessor, the input / output of which is connected to the serial port of the personal system unit a computer whose interface is the first output m processing unit, input and at least one microprocessor output are respectively input, and other processing unit outputs the input-output processor unit having an input and a second output connected respectively to the output and the first input of the spectrometer. 2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что оптико-измерительный блок содержит оптический затвор, управляющий вход которого является первым входом оптико-измерительного блока, при этом третий выход процессорного блока соединен с первым входом оптико-измерительного блока.2. The complex according to claim 1, characterized in that the optical measuring unit comprises an optical shutter, the control input of which is the first input of the optical measuring unit, while the third output of the processing unit is connected to the first input of the optical measuring unit. 3. Комплекс по п.1 или 2, отличающийся тем, что оптико-измерительный блок содержит средства для плавной или ступенчатой регулировки лазерного излучения, действующего на размещенный в оптико-измерительном блоке образец, при этом управляющий вход указанных выше средств является четвертым входом оптико-измерительного блока и соединен с четвертым выходом процессорного блока.3. The complex according to claim 1 or 2, characterized in that the optical measuring unit contains means for smooth or stepwise adjustment of laser radiation acting on the sample located in the optical measuring unit, while the control input of the above means is the fourth input of the optical measuring unit and is connected to the fourth output of the processor unit. 4. Комплекс по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что блок предварительной обработки сигнала выполнен с возможностью изменения режима регистрации сигнала, при этом управляющий вход блока предварительной обработки сигнала является вторым входом спектрометра и соединен с пятым входом процессорного блока.4. The complex according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that the signal preprocessing unit is configured to change the signal registration mode, while the control input of the signal preprocessing unit is the second input of the spectrometer and connected to the fifth input of the processor unit. 5. Комплекс по п.4, отличающийся тем, что блок предварительной обработки сигнала выполнен с возможностью изменения режима регистрации сигнала с режима счета фотонов на режим интегрирования сигнала.5. The complex according to claim 4, characterized in that the signal preprocessing unit is configured to change the signal registration mode from the photon counting mode to the signal integration mode. 6. Комплекс по п.1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что оптико-измерительный блок включает автоматическую систему подачи пробирок, управляющий вход которой является третьим входом оптико-измерительного блока и соединен с шестым выходом процессорного блока.6. The complex according to claim 1, or 2, or 3, or 4, characterized in that the optical measuring unit includes an automatic tube feeding system, the control input of which is the third input of the optical measuring unit and connected to the sixth output of the processor unit. 7. Комплекс по п,1, отличающийся тем, что блок источников оптического излучения содержит, по крайней мере, два лазера, подключенных к соответствующим блокам питания, каждый из которых выполнен с управляющим входом.7. The complex according to claim 1, characterized in that the block of optical radiation sources contains at least two lasers connected to respective power supplies, each of which is made with a control input. 8. Комплекс по п.7, отличающийся тем, что блок источников оптического излучения содержит лазер, работающий на длине волны 0,44 мкм, лазер, работающий на длине волны 0,53 мкм, и лазер, работающий на длине волны 0,63 мкм.8. The complex according to claim 7, characterized in that the block of optical radiation sources contains a laser operating at a wavelength of 0.44 μm, a laser operating at a wavelength of 0.53 μm, and a laser operating at a wavelength of 0.63 μm . 9. Комплекс по п.7 или 8, отличающийся тем, что управляющие входы источников питания лазера посредством линии связи подключены к соответствующей группе выходов процессорного блока.9. The complex according to claim 7 or 8, characterized in that the control inputs of the laser power sources via a communication line are connected to the corresponding group of outputs of the processor unit. 10. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит блок индикации и регистрации результатов измерений, подключенный к первому выходу процессорного блока.10. The complex according to claim 1, characterized in that it further comprises a unit for indicating and recording measurement results connected to the first output of the processor unit.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2003127216/20U 2003-09-05 2003-09-05 Optoelectronic diagnostic complex RU35440U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003127216/20U RU35440U1 (en) 2003-09-05 2003-09-05 Optoelectronic diagnostic complex

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003127216/20U RU35440U1 (en) 2003-09-05 2003-09-05 Optoelectronic diagnostic complex

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU35440U1 true RU35440U1 (en) 2004-01-10

Family

ID=36295770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003127216/20U RU35440U1 (en) 2003-09-05 2003-09-05 Optoelectronic diagnostic complex

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU35440U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2511262C2 (en) * 2012-05-29 2014-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр медицинских и промышленных биотехнологий Спектролюкс" Method for monitoring of treatment of disease involving fluorescence diagnostics of disease, and device for implementing it

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2511262C2 (en) * 2012-05-29 2014-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр медицинских и промышленных биотехнологий Спектролюкс" Method for monitoring of treatment of disease involving fluorescence diagnostics of disease, and device for implementing it

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100352689B1 (en) Advanced synchronous luminescence system
US5633724A (en) Evanescent scanning of biochemical array
US7593158B2 (en) Method and apparatus for the examination of specimens
JP2614039B2 (en) Spectrum analyzer
WO2016124083A1 (en) Superminiature multi-channel real-time fluorescence spectrometer
US7184142B2 (en) Raman probe and Raman spectrum measuring apparatus utilizing the same
US20110063617A1 (en) Method and Device for Measuring Circular Dichroism Spectra
JP2006519395A (en) Integrated tunable optical sensor (ITOS) system and method
US7369234B2 (en) Method of performing optical measurement on a sample
CN106990089A (en) The coherent anti-stokes raman scattering imaging system and imaging method of synchronous frequency reducing
CN111380848A (en) Hyperspectral living body fluorescence molecule imaging system and method
CN105784643A (en) Device and method for reducing fluorescent background of gas Raman spectrum
RU35440U1 (en) Optoelectronic diagnostic complex
CN106680260A (en) Portable coherent anti-Stokes Raman spectrometer
CN113030063A (en) Small-sized needle tip enhanced Raman spectrum measuring device and detection method thereof
JP2003522323A (en) Fluorescence emission measurement device
JP2003065955A (en) Method and apparatus for measuring at least one from among emission parameter, fluorescence parameter and absorption parameter of sample
CN114235756A (en) High-precision laser scanning type transmissivity distribution measuring device and method
RU132548U1 (en) FIRE PHOTOMETER
JP2756298B2 (en) Sample test equipment
CN207689376U (en) Optical fiber probe raman system
CN108240980A (en) Optical fiber probe Raman system
JP3535933B2 (en) Fluorescence spectrometer
SU1656342A1 (en) Microspectrophotometer-fluorimeter
CN108414491A (en) Lower wave number Raman Measurement system

Legal Events

Date Code Title Description
PC1K Assignment of utility model

Effective date: 20060303

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20090906

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20111210

QB1K Licence on use of utility model

Free format text: LICENCE

Effective date: 20120216

ND1K Extending utility model patent duration

Extension date: 20160905

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20140906