針對(duì)激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體積大、成本高且不利于推廣應(yīng)用的缺點(diǎn),提出以共聚焦光路結(jié)構(gòu)成像原理為基礎(chǔ),將LED作為激發(fā)光源并結(jié)合Zemax光學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化光路結(jié)構(gòu)尺寸。在降低系統(tǒng)成本的同時(shí)達(dá)到了使其結(jié)構(gòu)更加緊湊、體積較小的設(shè)計(jì)效果。同時(shí)減小了激發(fā)光能量在結(jié)構(gòu)中的損失,有效地提高了系統(tǒng)的信噪比,順應(yīng)了POCT醫(yī)療儀器小型化、低成本、便攜式的發(fā)展趨勢(shì)。 

【文章來源】：傳感器與微系統(tǒng). 2020,39(09)CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

熒光檢測(cè)系統(tǒng)成像原理示意圖

所設(shè)計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)采用的是落射式光路系統(tǒng)，光路要完成匯聚激發(fā)光以及采集熒光兩個(gè)目的。光路結(jié)構(gòu)尺寸通過Zemax軟件仿真如圖2所示。x1～x7是各光學(xué)元件的尺寸及間距，為了能夠讓激發(fā)光覆蓋整個(gè)微流控芯片的檢測(cè)區(qū)，且減小能量損失，匯聚激發(fā)光所形成的光斑大小應(yīng)與檢測(cè)區(qū)的結(jié)構(gòu)尺寸相同為3 mm×3 mm;為了提高光電探測(cè)器的測(cè)量精度，光電探測(cè)器與檢測(cè)區(qū)之間的光路為共焦光路。隨著檢測(cè)距離x4(熒光亮斑到采集透鏡間的距離)的增加，導(dǎo)致熒光信號(hào)的采集效率下降，熒光信號(hào)強(qiáng)度變?nèi)�，背景噪聲信�?hào)的強(qiáng)度也同時(shí)下降，但背景噪聲信號(hào)下降幅度比熒光信號(hào)的下降幅度要小，檢測(cè)系統(tǒng)信噪比變小;因此，采集透鏡應(yīng)該盡可能靠近熒光發(fā)光點(diǎn)，以提高熒光采集效率和檢測(cè)靈敏度[13]。

光路結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化參數(shù)如表1，要求激發(fā)光所成光斑的尺寸大小為3 mm×3 mm;整個(gè)光路的結(jié)構(gòu)的尺寸要小，如圖3所示為激發(fā)光的能量分析，約為光源能量的12%。像的尺寸大小能夠滿足3 mm×3 mm的要求，且透鏡1,2之間的距離越小，獲得的激發(fā)光的能量就越強(qiáng)。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中可以通過調(diào)節(jié)兩者之間的距離去調(diào)節(jié)激發(fā)光的能量。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3478246