專利名稱：一種激光強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光強(qiáng)度調(diào)節(jié)技術(shù)，特別涉及一種采用中性密度濾光片調(diào)節(jié)激光強(qiáng)度的裝置。
背景技術(shù)：
激光以其出色的準(zhǔn)直性和單色性以及高光強(qiáng)等諸多特點(diǎn)，在基因芯片掃描熒光檢測系統(tǒng)中被用作激發(fā)光源。2000年12月18日提交的中國專利申請00127926.2揭示了一種共聚焦熒光探測光學(xué)系統(tǒng)，其由物鏡、反射鏡或分色片、會(huì)聚鏡、針孔構(gòu)成，激光束經(jīng)反射鏡或分色片反射后被物鏡聚焦在基因芯片表面，從而激發(fā)基因芯片的熒光染料產(chǎn)生熒光信號(hào)，其中一部分熒光信號(hào)物鏡準(zhǔn)直成平行光，并經(jīng)會(huì)聚鏡聚焦在其焦平面上的針孔或光闌，被位于針孔處的光電傳感器探測。
一般采用光電倍增管作為光電傳感器，由于激光的光強(qiáng)很強(qiáng)，因此總是有相當(dāng)一部分照射到基因芯片上的激光束會(huì)射向光電倍增管，對于光電倍增管而言，其接收的熒光信號(hào)是希望采集的信號(hào)，激光信號(hào)則是希望盡可能減少的噪聲。為此，一方面，可在光電倍增管之前的光路上設(shè)置一濾光裝置，其對熒光和激光具有不同的透過率，利用其對激光的低透過率來阻止激發(fā)光源的激光束進(jìn)入光電倍增管；另一方面，還可根據(jù)受激熒光的強(qiáng)度選擇適當(dāng)?shù)募す鈴?qiáng)度以獲得最佳的信噪比。
為了調(diào)整入射到基因芯片上的激光強(qiáng)度，一般在激光器與基因芯片之間設(shè)置中性密度濾光片。中性密度濾光片是一塊鍍有反射率沿圓周方向由小到大或由大到小不斷變化的反射薄膜的圓盤，因此通過使激光束入射到圓盤不同的角位置區(qū)域，可以改變激光束反射與透射部分之比，從而達(dá)到調(diào)整透過中性密度濾光片的激光光強(qiáng)的目的。
在上述利用中性密度濾光片調(diào)整光強(qiáng)的方法中，該濾光片在使來自激光器的光束透射至基因芯片的同時(shí)，也對從基因芯片表面返回的激光束具有很強(qiáng)的反射作用，這使得激光束在基因芯片表面與中性密度濾光片之間來回多次反射，從而在基因芯片表面多次激發(fā)熒光。由于中性密度濾光片與入射激光束不可能絕對垂直，所以經(jīng)中性密度濾光片反射回基因芯片的激光束與入射激光束不再平行，將被聚焦至基因芯片上不同的位置，從而使得在掃描基因芯片上某一位置時(shí)，光電倍增管不僅接收到作為信號(hào)的該位置受激熒光信號(hào)，還接收到視為雜散光的其他位置受激熒光信號(hào)，此時(shí)這些雜散光或者噪聲將導(dǎo)致整個(gè)檢測系統(tǒng)靈敏度的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于共軛聚焦基因芯片熒光檢測系統(tǒng)的激光強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置，它解決了因中性密度濾光片與入射激光束不垂直而導(dǎo)致的檢測系統(tǒng)靈敏度降低的問題。
本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種用于共軛聚焦基因芯片熒光檢測系統(tǒng)的激光強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置，包括中性密度濾光片和可帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)至一定角位置的步進(jìn)電機(jī)，在系統(tǒng)中，透射過中性密度濾光片的激光束照射至基因芯片，所產(chǎn)生的受激熒光信號(hào)經(jīng)會(huì)聚透鏡單元聚焦至位于其焦平面上的視場光闌處并由位于視場光闌后的檢測器接收，其中，中性密度濾光片的表面法線與入射的激光束呈一定的夾角α，所述夾角α滿足下式α≥2d/f這里，d和f分別為所述視場光闌直徑和會(huì)聚透鏡單元的焦距。
比較好的是，在上述用于雙激光共軛聚焦基因掃描儀的激光強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置中，中性密度濾光片的激光強(qiáng)度調(diào)節(jié)范圍為1～100％。
在本發(fā)明中，中性密度濾光片的法線與激光束并不平行而是偏離一個(gè)足夠大的角度α，這樣就可以使在基因芯片與中性密度濾光片之間多次反射的激光束及其所激發(fā)的雜散熒光偏出光學(xué)系統(tǒng)的視場之外，去除了這些類似噪聲的雜散光的影響。


通過以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的描述，可進(jìn)一步理解本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1為本發(fā)明激光強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置在基因芯片掃描儀中的應(yīng)用示例圖。
具體實(shí)施例方式
以下借助附圖描述本發(fā)明的激光強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置。
在圖1中，中性密度濾光片5和步進(jìn)電機(jī)6構(gòu)成激光強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置，其中，中性密度濾光片5不同角位置區(qū)域具有不同的反射率，其變化范圍在1～100％之間。中性密度濾光片5固定于步進(jìn)電機(jī)6的轉(zhuǎn)軸上，激光束7以固定不變的方向入射，因此當(dāng)步進(jìn)電機(jī)6帶動(dòng)中心密度濾光片5轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度時(shí)，激光束7將入射至不同的角位置區(qū)域上，從而獲得相應(yīng)強(qiáng)度的透射激光束。
如圖1所示，除了激光強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置以外，整個(gè)共軛聚焦基因芯片熒光檢測系統(tǒng)還包括光電倍增管1、視場光闌2、會(huì)聚透鏡單元3和光分束器4。從中心密度濾光片5透射過來的激光束7經(jīng)光分束器4反射至基因芯片8上，芯片表面的染料受激發(fā)射熒光信號(hào)，其中一部分熒光透射過光分束器4，經(jīng)會(huì)聚透鏡單元3聚焦至焦平面上。在該會(huì)聚透鏡單元3的焦平面上設(shè)置視場光闌2，位于視場光闌2后的光電倍增管1對通過光闌的熒光信號(hào)進(jìn)行檢測。
為了解決雜散光的問題，與常規(guī)的設(shè)計(jì)理念相反，在本發(fā)明中，不是使中性密度濾光片5與入射激光束7或主光軸盡可能地垂直，而是使入射激光束7偏離中心密度濾光片5一個(gè)較大的角度α，只要這個(gè)角度足夠得的大，在基因芯片8與中心密度濾光片5之間多次反射的激光束及其所激發(fā)的雜散熒光就會(huì)偏離視場光闌而無法被光電倍增管1接收，從而將這些類似噪聲的雜散光屏蔽掉。由圖1可確定當(dāng)夾角α滿足下列關(guān)系時(shí)可以確?；蛐酒?與中心密度濾光片5之間多次反射的激光束及其所激發(fā)的雜散熒光偏離視場光闌α≥2d/f這里d為視場光闌直徑而f為會(huì)聚透鏡單元的焦距。
權(quán)利要求
1.一種用于共軛聚焦基因芯片熒光檢測系統(tǒng)的激光強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置，包括中性密度濾光片和可帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)至一定角位置的步進(jìn)電機(jī)，在系統(tǒng)中，透射過中性密度濾光片的激光束照射至基因芯片，所產(chǎn)生的受激熒光信號(hào)經(jīng)會(huì)聚透鏡單元聚焦至位于其焦平面上的視場光闌處并由位于視場光闌后的檢測器接收，其特征在于，中性密度濾光片的表面法線與入射的激光束呈一定的夾角α，所述夾角α滿足下式α≥2d/f這里，d和f分別為所述視場光闌直徑和會(huì)聚透鏡單元的焦距。
2.如權(quán)利要求1所述的用于共軛聚焦基因掃描儀的激光強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，中性密度濾光片的激光強(qiáng)度調(diào)節(jié)范圍為1～100％。
全文摘要
本發(fā)明提供一種激光強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置，它具有降低機(jī)械制造精度和日常維護(hù)要求的優(yōu)點(diǎn)。該激光強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置包括中性密度濾光片和可帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)至一定角位置的步進(jìn)電機(jī)，在系統(tǒng)中，透射過中性密度濾光片的激光束照射至基因芯片，所產(chǎn)生的受激熒光信號(hào)經(jīng)會(huì)聚透鏡單元聚焦至位于其焦平面上的視場光闌處并由位于視場光闌后的檢測器接收，其中，中性密度濾光片的表面法線與入射激光束呈一定的夾角α，所述夾角α滿足下式α≥2d/f這里，d和f分別為所述視場光闌直徑和會(huì)聚透鏡單元的焦距。
文檔編號(hào)G02B5/20GK1566909SQ0312929
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月13日
發(fā)明者馮哲民, 邵暉, 王鐵銘 申請人:上海愛普特儀器有限公司