【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激发光诱导荧光检测，具体涉及荧光检测光路降噪，用于荧光信号抗干扰，提高检测装置的灵敏度。
技术介绍
1、目前基于荧光检测技术的荧光分光光度计已经广泛应用于水中重金属的检测领域，其具有灵敏度高、快速、无侵入性等优点，但是此类装置需要人工从待测场地中采集水样运输至实验室进行检测，因此不能准确且及时地反馈检测结果。
2、
3、为解决这个问题，激光与光电子学进展期刊论文《地下水重金属原位荧光检测装置的研究》提出了一种地下水重金属原位检测装置，包括具有进样孔、拦截膜、柱塞泵、液体腔、重金属敏感膜、光学模块、线缆和光纤管道等。水样在柱塞泵的作用下通过进样孔经过拦截膜，拦截膜可以过滤地下水中的颗粒态污染物，防止堵塞液路管道并干扰检测结果的准确性。则将敏感膜固定在光学探头的光学窗口处，地下水泵入液体腔中与敏感膜充分接触。光学模块探测到荧光信号后通过光纤传输至主机部分。
4、该现有技术仍存在以下问题：该装置采用共聚焦光路，虽然结构更紧凑，但会有较多激发光进入收集光路，引起较大光噪声，导致荧光信号测量干扰较大，信噪比相对较低。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的缺陷，本专利技术提供一种基于二向色镜降噪的激发光诱导荧光重金属检测装置。该装置通过在光路中设置额外二向色镜的方法，针对光噪声的波长特性，滤除剩余的激发光，降低检测信号的噪声，提高检测装置的信噪比。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、基于二向色镜降噪的激发光诱导荧光重金
4、所述的共聚焦检测模块包括扩束准直透镜、分光二向色镜、物镜、降噪二向色镜、输出耦合镜、小孔光阑、第一光陷阱、第二光陷阱和光学腔体。所述的激发光源为发光二极管或者半导体激光器，其发出的光束发散角较大，但是体积小、易集成。光束通过所述的扩束准直透镜整形为近似平面波的宽光束，入射到所述的分光二向色镜。所述的分光二向色镜斜将大部分激发光反射到所述的物镜。剩余少量激发光透过所述的分光二向色镜，被所述的第一光陷阱吸收。所述的物镜将激发光汇聚在所述的重金属荧光探针上激发出荧光信号。荧光信号被所述的物镜收集，透过所述的分光二向色镜和降噪二向色镜，进入所述的输出耦合镜。所述的输出耦合镜将荧光信号聚焦，通过所述的小孔光阑，耦合进光纤中。所述的探测器将光纤输出的荧光信号转换成电信号，用于后续的分析和检测。所述的重金属荧光探针会反射部分激发光，通过所述的物镜收集后入射所述的分光二向色镜，从而干扰荧光信号。大部分干扰光被所述的分光二向色镜反射回所述的激发光源，少量干扰光透过所述的分光二向色镜，进入所述的降噪二向色镜。所述的降噪二向色镜将干扰光反射到所述的第二光陷阱中吸收，进一步消除了激发光对荧光信号的影响。
5、所述的光学腔体为密封结构，防止外部环境光噪声干扰检测，并用于固定和安装所述的共聚焦检测模块包含的光学元器件。所述的扩束准直透镜和物镜安装在光学腔体表面，所述的分光二向色镜、降噪二向色镜、输出耦合镜、小孔光阑、第一光陷阱和第二光陷阱封装在光学腔体内部。
6、优选的，所述光学腔体内表面做消光处理，内表面哑光黑，有效吸收杂散光。更优选的，在所述的光陷阱内加装消光有色玻璃，可显著减少杂散光。最优选的，所述的消光有色玻璃入射面与干扰光入射方向非正交，可防止被光陷阱反射的干扰光回到光路中。
7、优选的，所述二向色镜反射波段和透射波段一致，对特定波段的激发光有高反射率，对特定波段的荧光有高透射率，滤除激发光的同时不影响光路的共聚焦特性。
8、可选的，所述重金属荧光探针可以采用重金属敏感膜材料或者盛放在透明容器中的重金属液体荧光探针。
9、可选的，所述探测器可以选择光谱仪或者光电倍增管。光谱仪可以分析待测样品的荧光光谱特性，光电倍增管可以检测待测样品中的重金属浓度。
10、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
11、1.本专利技术通过二向色镜降噪的方法，避免了激发光诱导荧光重金属检测过程中激发光对荧光信号的干扰，提高了检测装置的信噪比。
12、2.本专利技术采用共聚焦光路，探测器只能测到样品被照物点处被激发出的荧光信号，环境中其他杂散光可以被小孔光阑有效阻挡，提升了光学系统的信噪比。
13、3.本专利技术设置的二向色镜不影响光路的共聚焦特性，不增加装置的体积，使得装置结构小巧、易于集成，有利于在实际场景下使用。
14、4.二向色镜在光路中的一般作用是分光，本专利技术通过二向色镜与消光结构配合来消除特定波长的光噪声，从而实现光路降噪的效果，具有创造性和新颖性。
15、5.本专利技术采用的降噪二向色镜与分光二向色镜性能参数一致，可以采用相同的型号，降低了使用成本。
16、6.本专利技术设计的光陷阱在结构和方向上与二向色镜配合，防止光陷阱反射光干扰，达到了更好的消光效果。
17、7.本专利技术设计的光学腔体具有消光作用，在功能上与二向色镜和光陷阱配合，进一步实现了系统降噪的目的。
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1.一种基于二向色镜降噪的激发光诱导荧光重金属检测装置，其特征在于，所述检测装置包括激发光源(1)、共聚焦检测模块(2)、重金属荧光探针(3)和探测器(4)，其中所述的共聚焦检测模块(2)包括扩束准直透镜(201)、分光二向色镜(202)、物镜(203)、降噪二向色镜(204)、输出耦合镜(205)、小孔光阑(206)、第一光陷阱(207)、第二光陷阱(208)和光学腔体(209)，
2.如权利要求1所述的一种基于二向色镜降噪的激发光诱导荧光重金属检测装置，其特征在于，所述的激发光源(1)为发光二极管或者半导体激光器。
3.如权利要求1所述的一种基于二向色镜降噪的激发光诱导荧光重金属检测装置，其特征在于，所述共聚焦检测模块(2)中，光学腔体(209)内表面做消光处理，内表面呈哑光黑吸收杂散光。
4.如权利要求1所述的一种基于二向色镜降噪的激发光诱导荧光重金属检测装置，其特征在于，所述共聚焦检测模块(2)中，所述的第一光陷阱(207)和(或)第二光陷阱(208)内加装消光有色玻璃(210)减少杂散光。
5.如权利要求4所述的一种基于二
6.如权利要求1所述的一种基于二向色镜降噪的激发光诱导荧光重金属检测装置，其特征在于，所述分光二向色镜(202)、降噪二向色镜(204)反射波段和透射波段一致。
7.如权利要求1所述的一种基于二向色镜降噪的激发光诱导荧光重金属检测装置，其特征在于，所述探测器(4)为光谱仪或者光电倍增管。
...【技术特征摘要】
1.一种基于二向色镜降噪的激发光诱导荧光重金属检测装置，其特征在于，所述检测装置包括激发光源(1)、共聚焦检测模块(2)、重金属荧光探针(3)和探测器(4)，其中所述的共聚焦检测模块(2)包括扩束准直透镜(201)、分光二向色镜(202)、物镜(203)、降噪二向色镜(204)、输出耦合镜(205)、小孔光阑(206)、第一光陷阱(207)、第二光陷阱(208)和光学腔体(209)，
2.如权利要求1所述的一种基于二向色镜降噪的激发光诱导荧光重金属检测装置，其特征在于，所述的激发光源(1)为发光二极管或者半导体激光器。
3.如权利要求1所述的一种基于二向色镜降噪的激发光诱导荧光重金属检测装置，其特征在于，所述共聚焦检测模块(2)中，光学腔体(209)内表面做消光处理，内表面呈哑光黑吸收杂散光。
4.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱菁，孙博文，张佩，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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