用于流式细胞仪多色激光聚焦的反射系统技术方案

本实用新型专利技术公开了用于流式细胞仪多色激光聚焦的反射系统，包括第一反射镜、第二反射镜和流动室，所述激光光束经第一反射镜、第二反射镜依次反射并聚焦至流动室。本实用新型专利技术提供了用于流式细胞仪多色激光聚焦的反射系统，通过第一反射镜、第二反射镜组成的反射式聚焦装置来实现不同波长激光的会聚，可实现反射系统天然无色差的操作效果；可方便的加入不同波长的激光光束，有利于提高流式细胞仪的扩展性，且不会造成焦点的偏移，这一效果也是传统折射式聚焦装置所不能比拟的。

【技术实现步骤摘要】

本技术是用于流式细胞仪多色激光聚焦的反射系统，属于光学仪器

技术介绍
流式细胞仪是一种采用液压或其他手段，使得被测细胞排成单列，并用激光束对细胞进行快速检测和分选的仪器。待测细胞经荧光染料染色后，被相应波长的激光激发，从而产生荧光。流式细胞仪的光学系统收集荧光并分析，从而得到细胞的参数。为了一次得到足够多的细胞数据，流式细胞仪往往需要配置多台不同波长的激光器。多束不同角度的激光经过合束装置后整合为一束光束，或间距很小的平行光束。这些光束进一步被聚焦装置会聚到流动室上，从而照亮被测细胞。传统的聚焦装置为折射透镜(或透镜组)。这种聚焦装置对于单波长及双波长的流式细胞仪是一个很好的选择，因为它结构简单，价格低廉。但当具有三个及以上的激发波长时，折射透镜组将会变得比较复杂。因为这时候的透镜组必须消复色差，否则经过聚焦后，不同波长的激光束的束腰位置不同，导致照射到流动室上的光斑形状、面积，及能量均不相同，对后续的探测和处理有很大的影响。而消复色差只能选择色散小的特殊材料，或折衍光学元件，这些材料(元件)或不易加工，或价格昂贵，且随着激发波长的增加，透镜组将会越加复杂。
技术实现思路
随着流式细胞仪的激发激光数量的增加，折射式聚焦装置只能选择特殊的材料或特殊光学元件来消复色差，结构也会越来越复杂，成本也将极大增加，因此，针对多色激光聚焦装置的不足，本技术提供了用于流式细胞仪多色激光聚焦的反射系统，通过第一反射镜、第二反射镜组成的反射式聚焦装置来实现不同波长激光的会聚，可实现反射系统天然无色差的操作效果，不会造成焦点的偏移。本技术通过下述技术方案实现：用于流式细胞仪多色激光聚焦的反射系统，包括第一反射镜、第二反射镜和流动室，所述激光光束经第一反射镜、第二反射镜依次反射并聚焦至流动室。所述第一反射镜和第二反射镜中任一项或两项为非对称曲面反射镜，本技术中，第一反射镜和/或第二反射镜采用非对称曲面反射镜的设置，可以使得系统很容易达到衍射极限，且具有很好的光斑形状。所述第一反射镜为对称曲面反射镜，所述第二反射镜为非对称曲面反射镜。所述第一反射镜为非对称曲面反射镜，所述第二反射镜为非对称曲面或对称曲面反射镜。所述非对称曲面反射镜为柱面、环面或超环面。所述对称曲面反射镜为球面、二次曲面或非球面反射镜。所述流动室内的光束聚焦点为椭圆光斑，所述椭圆光斑的长轴大于样液宽度，且与样液的流动方向垂直。本技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：(1)本技术采用第一反射镜，第二反射镜组成反射式聚焦装置，与现有折射聚焦的光学反射装置相比，反射聚焦方式可实现不同波长激光光束的会聚以及激光光束的天然无色差。(2)本技术设计合理，结构简单，实际使用时，可方便的加入不同波长的激光光束，有利于提高流式细胞仪的扩展性，且不会造成焦点的偏移，这一效果也是传统折射式聚焦装置所不能比拟的。(3)本技术采用反射聚焦装置，极大程度地减小了激发光路的体积，有利于成本的控制。(4)本技术第一反射镜和/或第二反射镜采用非对称曲面反射镜的设置，可以使得系统很容易达到衍射极限，且具有很好的光斑形状。(5)本技术中，激光光束聚焦至流动室后形成椭圆光斑，椭圆光斑能覆盖流动室内的样液，保证样液宽度范围内能量分布较为均匀，便于操作过程中，随机分布于样液中的被测细胞能被激发出荧光，提高流式细胞仪测量和分析的准备性。(6)本技术中，激光光束聚焦至流动室后形成的椭圆光斑的长轴与样液中细胞的流动方向垂直，满足在被测细胞的流动方向，椭圆光斑长轴宽度与被测细胞有相同或者小于被测细胞的尺寸，能提高流式细胞仪对被测细胞的分辨率。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术的全局坐标布局图。图3为本技术中激光光束经过反射系统后在流动室上的聚焦光斑图。图4为本技术中流动室上的椭圆光斑，在x方向上的高斯分布图。图5为本技术中流动室上的椭圆光斑，在y方向上的高斯分布图。其中，10—激光光束，120—第一反射镜，130—第二反射镜，140—流动室，150—荧光收集透镜。具体实施方式下面结合实施例对本技术作进一步地详细说明，但本技术的实施方式不限于此。实施例1：随着流式细胞仪中激发激光数量的增加，现有折射式聚焦装置需要增加特殊的材料或特殊光学元件来消复色差，造成结构复杂和使用成本的增加，其使用逐渐受到桎梏。本实施例提出了用于流式细胞仪多色激光聚焦的反射系统，采用反射式聚焦模式替代现有的折射聚焦，可实现不同波长激光的会聚，以及反射系统天然无色差的操作效果。图1为本实施例涉及的反射式聚焦的结构示意图。如图1所示，为实现反射式聚焦，本实施例设置有第一反射镜120、第二反射镜130和流动室140，流式细胞仪中激发的激光光束10经第一反射镜120、第二反射镜130依次反射后聚焦至流动室140。流动室140内的光束聚焦点为椭圆光斑，流式细胞仪的被测细胞通过激光聚焦光斑区(椭圆光斑)后，被激发出荧光，由荧光收集透镜150收集后返回至流式细胞仪进行分析和处理，为提高测量的准确性和分辨率，本实施例中，椭圆光斑的长轴应大于样液宽度，且与样液的流动方向垂直。本实施例中，第一反射镜120和第二反射镜130中任一项或两项为非对称曲面反射镜，可以是，第一反射镜120为x和y方向曲率相同的对称曲面反射镜，第二反射镜130为非对称曲面反射镜，也可以是，第一反射镜120为非对称曲面反射镜，第二反射镜130为非对称曲面或x和y方向曲率相同的对称曲面反射镜。图1所示反射聚焦即为后者，非对称曲面-非对称曲面的反射聚焦模式。实际使用时，非对称曲面反射镜可选择柱面、环面或超环面，对称曲面反射镜可选择球面、二次曲面或非球面反射镜。实施例2：本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中，流式细胞仪的多色激光采用棱镜合束，合束后的激光束彼此平行(或有微小夹角)且横向错开。A～E依次表示的激光光束10的波长分别为405nm、488nm、525nm、575nm，和640nm。激光光束10以离轴的方式入射到第一反射镜120(非对称曲面反射镜)上，第一反射镜120为柱状抛物面反射镜，其方程为：z=cy21+1-(1+k)c2y2+α1y2+α2y4+α3y6+α4y8+α5y10+α6y12+α7y14]]>其中，k为conic常数，c为曲率半径。针对具体需求，可以使用α1～α7非球面参数。该柱状反射镜具有y方向的光焦度，因此能将入射到其上的光线沿着x方向聚焦。离开第一反射镜120的光束入射到第二反射镜130(非对称曲面反射镜)上，第二反射镜130同样为柱状抛物面反射镜，该反射镜的聚焦方向与第一反射镜120聚焦方向垂直，即沿着y方向。其曲面方程为：z=cx21+1-(1+k)c2x2+α1x2+α2x4+α3x6+α4x8+α5x10+α6x12+α7x14]]>由于反射镜无色差，在两个反射镜的作用下，不同波长的激光光束10均被精确聚焦在流动室140上。优化两个反射镜的半径及元件之间的距离，使得流动本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于流式细胞仪多色激光聚焦的反射系统，其特征在于：包括第一反射镜、第二反射镜和流动室，激光光束经第一反射镜、第二反射镜依次反射并聚焦至流动室。

【技术特征摘要】
1.用于流式细胞仪多色激光聚焦的反射系统，其特征在于：包括第一反射镜、第二反射镜和流动室，激光光束经第一反射镜、第二反射镜依次反射并聚焦至流动室。2.根据权利要求1所述的用于流式细胞仪多色激光聚焦的反射系统，其特征在于：所述第一反射镜和第二反射镜中任一项或两项为非对称曲面反射镜。3.根据权利要求2所述的用于流式细胞仪多色激光聚焦的反射系统，其特征在于：所述第一反射镜为对称曲面反射镜，所述第二反射镜为非对称曲面反射镜。4.根据权利要求2所述的用于流式细胞仪多色激光聚焦的反射系统，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：周丹，郝屹，
申请(专利权)人：成都索尔恩科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51