表面等離子體共振成像檢測裝置及其光源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種表面等離子體共振成像檢測裝置的光源，包括：產(chǎn)生白色出射光的白色LED；對白色LED的出射光進(jìn)行準(zhǔn)直的準(zhǔn)直器；將準(zhǔn)直后的出射光的偏振方向調(diào)節(jié)為TM偏振的起偏器；調(diào)節(jié)起偏器的出射光光強(qiáng)的衰減器；對衰減器的出射光進(jìn)行濾波的濾波器。本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案，采用白色LED產(chǎn)生白色的出射光，然后再利用濾波器對白色LED的出射光進(jìn)行過濾，形成單一波長的出射光，來代替現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體激光器來產(chǎn)生單一波長的出色光。由于大功率白色LED的成本要遠(yuǎn)小于大功率半導(dǎo)體激光器的成本，從而降低了所述表面等離子體共振成像檢測裝置中光源的成本，進(jìn)而降低了所述表面等離子體共振成像檢測裝置的成本。
【專利說明】表面等離子體共振成像檢測裝置及其光源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種表面等離子體共振成像檢測裝置的光源及包括該光源的表面等離子體共振成像檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]表面等離子體共振(Surface Plasmon Resonance,簡稱為SPR)傳感器是一種能夠檢測待測介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)(如介質(zhì)厚度、折射率等)細(xì)微變化的傳感器，其核心部件為金屬功能層。當(dāng)一定入射角度、波長和橫磁(transverse magnetic,簡稱為TM)偏振方向的入射光，通過棱鏡等耦合器后，會在金屬功能層與待測介質(zhì)之間的界面激發(fā)表面等離子波(Surface Plasmon Wave，簡稱為SPW)。當(dāng)這種表面等離子波激發(fā)效率最多時將產(chǎn)生SPR現(xiàn)象，即界面反射光強(qiáng)度產(chǎn)生急劇衰減或者偏振方向發(fā)生變化，從而通過檢測SPR現(xiàn)象對應(yīng)的入射角度、入射波長、偏振方向或界面反射光強(qiáng)度的變化，實現(xiàn)對金屬功能層與待測介質(zhì)間界面附近待測介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的探測。
[0003]20世紀(jì)80年代，SPR傳感器就開始用于檢測金屬表面附近折射率的變化(Gordon，J.G.;Ernst, S.Surf.Sc1.1980, 101, 499)。近些年來SPR傳感器在藥物篩選、生化研究等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，目前已成為定性和定量分析生物分子反應(yīng)(如動力學(xué)參數(shù)與檢測物濃度)的重要工具(Homola，Chem.Rev.2008, 108, 462-493)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中利用SPR原理，檢測金屬表面附近折射率變化的方法有四種，包括:角度檢測、相位檢測、波長檢測和強(qiáng)度檢測。其中，強(qiáng)度檢測方法是將入射角度固定在反射光強(qiáng)度最小值附近，當(dāng)檢測點發(fā)生生化反應(yīng)或者檢測點的折射率發(fā)生變化時，反射光強(qiáng)度最小值對應(yīng)的角度發(fā)生改變，同時帶動固定入射角度處光照強(qiáng)度的變化，從而通過檢測固定角度處，反射光強(qiáng)度的變化，得到生化反應(yīng)或折射率變化的信息，被廣泛應(yīng)用于高通量的SPR成像檢測。但是，現(xiàn)有技術(shù)中SPR成像檢測裝置成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種表面等離子體共振成像檢測裝置的光源及包括該光源的表面等離子體共振成像檢測裝置，以降低所述SPR成像檢測裝置的成本。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明實施例提供了如下技術(shù)方案:
[0007]一種表面等離子體共振成像檢測裝置的光源，包括:
[0008]產(chǎn)生白色出射光的白色LED ;
[0009]對所述白色LED的出射光進(jìn)行準(zhǔn)直的準(zhǔn)直器；
[0010]將準(zhǔn)直后的出射光的偏振方向調(diào)節(jié)為TM偏振的起偏器；
[0011]調(diào)節(jié)所述起偏器的出射光光強(qiáng)的衰減器；
[0012]對所述衰減器的出射光進(jìn)行濾波的濾波器。
[0013]優(yōu)選的，所述準(zhǔn)直器為單透鏡。[0014]優(yōu)選的，所述濾波器為濾波片。
[0015]一種表面等離子體共振成像檢測裝置，包括:
[0016]基座；
[0017]水平固定于所述基座側(cè)面上端的光學(xué)平臺；
[0018]固定于所述光學(xué)平臺側(cè)面的正三角形光學(xué)棱鏡，所述光學(xué)棱鏡的一角垂直向下，位于所述光學(xué)棱鏡的垂直中軸線上；
[0019]位于所述光學(xué)棱鏡下方的同步掃描裝置，所述同步掃描裝置包括:電機(jī)；位于所述電機(jī)上方的滑塊導(dǎo)軌；與所述電機(jī)相連，在所述電機(jī)的帶動下，沿所述滑塊導(dǎo)軌上下移動的滑塊；與所述滑塊相連，在所述滑塊的帶動下，在平行于所述基座平面內(nèi)運動的連桿組；與所述連桿組一端相連的入射臂及與所述連桿組另一端相連的反射臂，其中，所述入射臂和反射臂相對設(shè)置于所述光學(xué)棱鏡的兩側(cè)；
[0020]固定于所述入射臂上的光源，所述光源為權(quán)利要求1-3任一項所述的光源；
[0021]固定于所述反射臂上的圖像接收裝置。
[0022]優(yōu)選的，所述連桿組包括:分別與所述滑塊固定連接的第一連桿和第二連桿，所述第一連桿和第二連桿構(gòu)成V型桿，且所述第一連桿的另一端與入射臂相連，所述第二連桿的另一端與反射臂相連。
[0023]優(yōu)選的，所述連桿組包括:
[0024]分別與所述滑塊固定連接的第一連桿和第二連桿，所述第一連桿和第二連桿構(gòu)成倒V型桿；
[0025]與所述第一連桿另一端固定連接的第三連桿，所述第一連桿和第三連桿構(gòu)成V型桿；
[0026]與所述第二連桿另一端固定連接的第四連桿，所述第二連桿與第四連桿構(gòu)成V型桿；
[0027]與所述第一連桿和第三連桿的連接點、第二連桿和第四連桿的連接點滑動連接的圓弧導(dǎo)軌，所述第一連桿和第三連桿的連接點、第二連桿和第四連桿的連接點沿所述圓弧導(dǎo)軌保持對稱滑動。
[0028]優(yōu)選的，所述光學(xué)平臺與所述光學(xué)棱鏡通過圓環(huán)進(jìn)行密封。
[0029]優(yōu)選的，所述光學(xué)平臺上與所述光學(xué)棱鏡固定連接的位置設(shè)置有凹槽。
[0030]優(yōu)選的，所述基座上設(shè)置有校準(zhǔn)所述光學(xué)棱鏡位置的定位銷釘。
[0031]優(yōu)選的，所述電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。
[0032]與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0033]本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案中，所述光源采用白色LED產(chǎn)生白色的出射光，然后再利用濾波器對所述白色LED的出射光進(jìn)行過濾，形成單一波長的出射光，來代替現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體激光器來產(chǎn)生單一波長的出色光。由于大功率白色LED的成本要遠(yuǎn)小于大功率半導(dǎo)體激光器的成本，從而降低了本發(fā)明實施例中所述表面等離子體共振成像檢測裝置中光源的成本，進(jìn)而降低了所述表面等離子體共振成像檢測裝置的成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0035]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中SPR成像檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2為本發(fā)明實施例提供的表面等離子體共振成像檢測裝置的光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖3為本發(fā)明一個實施例中提供的表面等離子體共振成像檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖4為本發(fā)明一個實施例中提供的表面等離子體共振成像檢測裝置的局部結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0039]圖5為本發(fā)明實施例所提供的表面等離子體共振成像檢測裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖6為本發(fā)明另一個實施例中提供的表面等離子體共振成像檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0041]如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的SPR成像檢測裝置，包括:表面等離子體共振微陣列蛋白質(zhì)傳感器、入射臂、反射臂及信號處理單元，其中，表面等離子體共振微陣列蛋白質(zhì)傳感器包括:棱鏡025、置于棱鏡025底面的微陣列芯片027以及置于所述微陣列芯片027下的樣本池029 ;棱鏡025和微陣列芯片027之間涂有折射率油層026 ;所述入射臂位于表面等離子體共振微陣列蛋白質(zhì)傳感器的一側(cè)，依次包括半導(dǎo)體激光器019、內(nèi)置小孔濾波器020的準(zhǔn)直器021、起偏器022、衰減器023和矩形光欄024 ;所述反射臂位于與入射臂相對應(yīng)的表面等離子體共振微陣列蛋白質(zhì)傳感器的另一側(cè)，依次包括透鏡030和CXD接收器031 ;所述信號處理單元包括與所述CXD接收器031相連的信號處理電路032及存儲信號處理程序的計算機(jī)033，所述信號處理電路032直接插在計算機(jī)033的主板插槽中。
[0042]圖1中所示SPR成像檢測裝置工作時，所述半導(dǎo)體激光器019產(chǎn)生單一波長的出射光；所述準(zhǔn)直器021對用于對所述半導(dǎo)體激光器019的出射光進(jìn)行準(zhǔn)直，保證整體光束的入射角一致；所述起偏器022用于將準(zhǔn)直后的出射光的偏振方向調(diào)節(jié)為TM偏振；所述衰減器023用于控制出射光強(qiáng)度，防止CCD接收器031在接收反射光時出現(xiàn)飽和現(xiàn)象；所述矩形光欄024用于將經(jīng)過衰減器023的出射光中心強(qiáng)度均勻部分進(jìn)行截取，保證入射棱鏡025的光強(qiáng)度，在覆蓋空間范圍內(nèi)一致；所述透鏡030用于收集由棱鏡025、折射率油層026和微陣列芯片027產(chǎn)生的反射光；所述CCD接收器031用于對透鏡030的出射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)成像檢測信號的采集。
[0043]但是，上述SPR成像檢測裝置成本較高。
[0044]發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，這是由于在將強(qiáng)度檢測方法和成像檢測方法結(jié)合的過程中，需要采用合適的光學(xué)系統(tǒng)，使得入射光在所覆蓋空間范圍內(nèi)，保持入射角度、偏振方向和強(qiáng)度的高均勻性，從而實現(xiàn)相同入射光條件下，對覆蓋空間范圍內(nèi)任意區(qū)域的強(qiáng)度檢測，進(jìn)而達(dá)到成像檢測的效果。而激光的單色性比較好，可以直接產(chǎn)生單一波長的出射光，有利于保證入射光在其所覆蓋的空間范圍內(nèi)，保持入射光強(qiáng)度的高均勻性，而且光路比較好調(diào)。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的SPR成像檢測裝置中的光源采用半導(dǎo)體激光器作為所述SPR成像檢測裝置的光源。
[0045]但是，由于所述SPR成像檢測裝置在工作時，要求入射光所覆蓋空間范圍內(nèi)，CXD接收器能夠接收到可以檢測的信號，從而需要半導(dǎo)體激光器的出射光具有較大的光強(qiáng)密度，即所述半導(dǎo)體激光器能夠輸出較大的功率。而所述半導(dǎo)體激光器的輸出功率越大，成本越高，從而導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)中SPR成像檢測裝置的成本較高。
[0046]而且，由于半導(dǎo)體激光器的光束發(fā)散角度較小，難以產(chǎn)生較大的光照范圍，即其出射光的覆蓋范圍較小，因此，所述準(zhǔn)直器中需要包括多個透鏡，對所述半導(dǎo)體激光器的出射光先進(jìn)行擴(kuò)束，擴(kuò)大所述出射光的覆蓋范圍，再進(jìn)行準(zhǔn)直，保證入射角度一致。但是，由于激光的光譜分布為高斯分布，當(dāng)對所述半導(dǎo)體激光器的出射光進(jìn)行擴(kuò)束后，會產(chǎn)生較為明顯的光照強(qiáng)度分布不均勻的現(xiàn)象，即所述出射光的邊緣部分與所述出射光的中心部分偏差較大，因此，需要矩形光欄截取出射光束中，中心強(qiáng)度分布較均勻的部分，從而導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)里SPR成像檢測裝置中光路系統(tǒng)的尺寸和調(diào)節(jié)難度較大，進(jìn)而導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)中SPR成像檢測裝置的實現(xiàn)較為困難。
[0047]有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種表面等離子體共振成像檢測裝置的光源，包括:
[0048]產(chǎn)生白色出射光的白色LED ;
[0049]對所述白色LED的出射光進(jìn)行準(zhǔn)直的準(zhǔn)直器；
[0050]將準(zhǔn)直后的出射光的偏振方向調(diào)節(jié)為TM偏振的起偏器；
[0051]調(diào)節(jié)所述起偏器的出射光光強(qiáng)的衰減器；
[0052]對所述衰減器的出射光進(jìn)行濾波的濾波器。
[0053]相應(yīng)的，本發(fā)明實施例還提供了 一種表面等離子體共振成像檢測裝置，包括:
[0054]基座；
[0055]水平固定于所述基座側(cè)面上端的光學(xué)平臺；
[0056]固定于所述光學(xué)平臺側(cè)面的正三角形光學(xué)棱鏡，所述光學(xué)棱鏡的一角垂直向下，位于所述光學(xué)棱鏡的垂直中軸線上；
[0057]位于所述光學(xué)棱鏡下方的同步掃描裝置，所述同步掃描裝置包括:電機(jī)；位于所述電機(jī)上方的滑塊導(dǎo)軌；與所述電機(jī)相連，在所述電機(jī)的帶動下，沿所述滑塊導(dǎo)軌上下移動的滑塊；與所述滑塊相連，在所述滑塊的帶動下，在平行于所述基座平面內(nèi)運動的連桿組；與所述連桿組一端相連的入射臂及與所述連桿組另一端相連的反射臂，其中，所述入射臂和反射臂相對設(shè)置于所述光學(xué)棱鏡的兩側(cè)；
[0058]固定于所述入射臂上的光源，所述光源為本發(fā)明實施例中所提供的光源；
[0059]固定于所述反射臂上的圖像接收裝置。
[0060]本發(fā)明實施例所提供的表面等離子體共振成像檢測裝置及包括該光源的表面等離子體共振成像檢測裝置中，其光源采用白色LED產(chǎn)生白色的出射光，然后再利用濾波器對所述白色LED的出射光進(jìn)行過濾，形成單一波長的出射光，來代替現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體激光器來產(chǎn)生單一波長的出色光。由于大功率白色LED的成本要遠(yuǎn)小于大功率半導(dǎo)體激光器的成本，從而降低了本發(fā)明實施例中所提供的表面等離子體共振成像檢測裝置中光源的成本，進(jìn)而降低了所述表面等離子體共振成像檢測裝置的成本。[0061]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細(xì)的說明。
[0062]在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。
[0063]表面等離子波Surface Plasmon Wave,簡稱為SPW)是由金屬表面電荷的集體振蕩形成，并沿著金屬和電介質(zhì)界面?zhèn)鞑サ恼駝幽Ｊ?，其存在于兩種介電常數(shù)符號相反(一般為金屬與電介質(zhì))的介質(zhì)界面上，并沿金屬表面?zhèn)鞑?。而?zhǔn)直光束中垂直于金屬與介質(zhì)表面的波矢分量(TM模式)可以激發(fā)金屬表面的電子振蕩，形成倏逝波。
[0064]又因為在將強(qiáng)度檢測方法和成像檢測方法結(jié)合的過程中，需要采用合適的光學(xué)系統(tǒng)，使得入射光在所覆蓋空間范圍內(nèi)，保持入射角度、偏振方向和強(qiáng)度的高均勻性，從而實現(xiàn)相同入射光條件下，對覆蓋空間范圍內(nèi)任意區(qū)域的強(qiáng)度檢測，進(jìn)而達(dá)到成像檢測的效果。
[0065]故，本發(fā)明實施例提供的表面等離子體共振成像檢測裝置的光源，如圖2所示，包括:白色LED51、準(zhǔn)直器52、起偏器53、衰減器54和濾波器55。
[0066]由于白色LED51產(chǎn)生的出射光中各光線的入射方向和波長并不完全相同,而表面等離子體共振成像檢測裝置中的光源要求在其光束覆蓋空間范圍內(nèi)，保持入射角度、偏振方向和強(qiáng)度的高均勻性，因此，本發(fā)明實施例所提供的光源在工作時，當(dāng)所述白色LED51產(chǎn)生出射光后，需要先經(jīng)過準(zhǔn)直器52準(zhǔn)直，保證所述出射光入射角度的一致；再利用起偏器53將準(zhǔn)直后的出射光的偏振方向調(diào)節(jié)為TM偏振，以便于激發(fā)表面等離子體共振成像檢測裝置中金屬表面的等離子體，形成倏逝波；然后，利用衰減器54調(diào)節(jié)所述起偏器53出射光的光照強(qiáng)度，以防止表面等離子體共振成像檢測裝置中的圖像接收裝置在接收反射光時，出現(xiàn)飽和現(xiàn)象；最后，在利用濾波器55對所述衰減器54的出射光進(jìn)行濾波，形成入射方向一致，且具有單一波長的出射光。
[0067]由于大功率白色LED51的成本要遠(yuǎn)小于大功率半導(dǎo)體激光器的成本，故本發(fā)明實施例中所提供的表面等離子體共振成像檢測裝置的光源成本較低，從而降低了所述表面等離子體共振成像檢測裝置的成本。
[0068]在本發(fā)明的一個實施例中，所述濾波器55可以為濾波片，但本發(fā)明對此并不做限定，只要可以起到濾波效果，獲得單一波長的出射光即可。
[0069]需要說明的是，由于白色LED51出射光的光照范圍較大，因此，在本發(fā)明的一個實施例中，所述準(zhǔn)直器52可以為一單透鏡，將所述白色LED51的出射光變成平行光，從而保證所述出射光的入射角度一致，而無需再利用多個透鏡對所述白色LED51的出射光進(jìn)行擴(kuò)束，從而簡化了所述表面等離子體共振成像檢測裝置的光源結(jié)構(gòu)，也降低了所述光源中的光路調(diào)節(jié)的難度。
[0070]還需要說明的是，由于白色LED51的出射光的光譜分布較為均勻，即所述白色LED51的出射光的光照強(qiáng)度分布較為均勻，故，在本發(fā)明的一個實施例中，所述光源可以不包括矩形光欄，從而進(jìn)一步簡化了所述表面等離子體共振成像檢測裝置的光源結(jié)構(gòu)，降低了所述光源中的光路調(diào)節(jié)的難度。
[0071]如圖3所示，本發(fā)明實施例還提供了一種表面等離子體共振成像檢測裝置，包括:基座1、光學(xué)平臺2、光學(xué)棱鏡3、同步掃描裝置4、光源5和圖像接收裝置6。[0072]在本發(fā)明的一個實施例中，所述基座I豎直放置，其側(cè)面上端水平固定有光學(xué)平臺2。所述光學(xué)平臺2的側(cè)面固定有光學(xué)棱鏡3，兩者之間通過圓環(huán)進(jìn)行密封。所述光學(xué)棱鏡3為正三角形光學(xué)棱鏡，其一角垂直向下，位于所述光學(xué)棱鏡3的垂直中軸線上。所述光學(xué)棱鏡3的正下方設(shè)置有同步掃描裝置4，所述同步掃描裝置4包括:電機(jī)41 ;位于所述電機(jī)41上方的滑塊導(dǎo)軌42，所述滑塊導(dǎo)軌42底部與所述電機(jī)41相連，且所述滑塊導(dǎo)軌42沿所述基座I的垂直中軸線固定；與所述電機(jī)41相連，在所述電機(jī)41的帶動下，沿所述滑塊導(dǎo)軌42上下移動的滑塊43 ;與所述滑塊43相連，在所述滑塊43的帶動下，在平行于所述基座I平面內(nèi)運動的連桿組44 ;與所述連桿組44 一端相連的入射臂45及與所述連桿組44另一端相連的反射臂46，其中，所述入射臂45和反射臂46相對設(shè)置于所述光學(xué)棱鏡3的兩偵U。所述入射臂45上設(shè)置有上述任一實施例中所提供的光源5 ;所述反射臂46上設(shè)置有圖像接收裝置6。
[0073]如圖4所示，在本發(fā)明的一個實施例中，所述光學(xué)平臺2上與所述光學(xué)棱鏡3固定連接的位置設(shè)置有凹槽21，以便于所述圓環(huán)22的安裝，還可以起到防止液體滲漏的作用。在本發(fā)明的另一個實施例中，所述基座I上還設(shè)置有定位銷釘7，以便于固定所述光學(xué)棱鏡
3,對所述光學(xué)棱鏡3的兩個下表面進(jìn)行校準(zhǔn)。在本發(fā)明的有一個實施例中，所述電機(jī)41優(yōu)選為步進(jìn)電機(jī)，所述圖像采集裝置優(yōu)選為CCD接收器。
[0074]此外，如圖5所示，本發(fā)明實施例所提供的表面等離子體共振成像檢測裝置還包括:位于所述光學(xué)棱鏡3水平上平面的微陣列芯片8，及位于所述微陣列芯片8表面的微測量池9。優(yōu)選的，在本發(fā)明的一個實施例中，所述光學(xué)棱鏡3與微陣列芯片8之間的空氣間隙用折射率匹配液進(jìn)行填充。
[0075]所述表面等離子體共振成像檢測裝置工作時，通過所述電機(jī)41帶動所述滑塊43沿所述滑塊導(dǎo)軌42上下移動，從而帶動與所述滑塊43相連的連桿組44，在平行于所述基座I平面內(nèi)運動，進(jìn)而帶動與所述連桿組44 一端相連的入射臂45及與所述連桿組44另一端相連的反射臂46以所述光學(xué)棱鏡3的底面為中心轉(zhuǎn)動。又因為所述入射臂45上設(shè)置有光源5，所述反射臂46上設(shè)置有圖像接收裝置6，當(dāng)所述入射臂45和反射臂46以所述光學(xué)棱鏡3的底面為中心轉(zhuǎn)動時，可以使得所述光源5和圖像接收裝置6產(chǎn)生對稱角度的旋轉(zhuǎn)，保證所述光源5發(fā)出的出射光以不同的入射角，從所述光學(xué)棱鏡3的左斜面射入，射向所述光學(xué)棱鏡3和所述微陣列芯片的界面，在所述光學(xué)棱鏡3與所述微陣列芯片的界面處進(jìn)行反射，形成反射光從所述光學(xué)棱鏡3的右斜面射出，全部照射在所述圖像采集裝置的入射口，被所述圖像采集裝置接收，進(jìn)行成像檢測。
[0076]在該實施例中，所述光源5的工作過程中包括:所述白色LED51產(chǎn)生白色出射光，先經(jīng)過所述準(zhǔn)直器52準(zhǔn)直，然后通過所述起偏器53，將所述出射光調(diào)節(jié)至TM偏振，再利用所述衰減器54，調(diào)節(jié)所述出射光的光強(qiáng)至圖像接收裝置6不飽和狀態(tài)，最后利用所述濾波器55，將所述出射光的波長調(diào)節(jié)至600nm。此時，所述光源5的出射光經(jīng)所述光學(xué)棱鏡3的左斜面射入，射向所述光學(xué)棱鏡3和微陣列芯片的界面時，可以覆蓋所述微陣列芯片表面一定空間范圍。
[0077]在本發(fā)明的一個實施例中，如圖3所示，所述連桿組44包括:分別與所述滑塊43固定連接的第一連桿和第二連桿，所述第一連桿和第二連桿構(gòu)成V型桿，且所述第一連桿的另一端與入射臂45相連，所述第二連桿的另一端與反射臂46相連。其中，所述第一連桿和第二連桿的連接點位于所述光學(xué)棱鏡3的垂直中軸線上，所述入射臂45和反射臂46所在直線的交點也位于所述光學(xué)棱鏡3的垂直中軸線上。在該實施例中，所述滑塊43可以通過螺桿47與所述電機(jī)41相連，即所述電機(jī)41帶動所述螺桿47進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并通過所述螺桿47旋轉(zhuǎn)帶動所述滑塊43上下移動。
[0078]優(yōu)選的，所述第一連桿、第二連桿、入射臂45和反射臂46等長，從而可以根據(jù)電機(jī)41的機(jī)械傳動前進(jìn)量計算所述螺桿47的旋轉(zhuǎn)位移，再通過所述螺桿47的旋轉(zhuǎn)位移計算所述入射臂45和反射臂46之間的角位移，最后根據(jù)所述入射臂45和反射臂46之間的角位移，計算得到所述光源5出射光入射角度的變化。
[0079]需要說明的是，所述入射臂45與第一連桿的連接點及反射臂46與第二連桿的連接點的運動軌跡為弧線，而所述滑塊43的運動軌跡為直線，在該實施例中，計算所述光源5出射光入射角度的變化時，需要先將所述電機(jī)41的機(jī)械傳動前進(jìn)量轉(zhuǎn)換成螺桿47轉(zhuǎn)動量，然后再將所述螺桿47的轉(zhuǎn)動量轉(zhuǎn)換成連桿組44的角度轉(zhuǎn)動量，這樣容易在長期使用過程中由于螺桿47的磨損和錯位而產(chǎn)生回差。而且受外界震動的影響，所述連桿組44的轉(zhuǎn)動過程中，并不能完全保證只位于平行于所述基座I的平面內(nèi)，也可能在垂直于所述基座I的平面內(nèi)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致在計算所述光源5出射光入射角度的變化時引入誤差。
[0080]在本發(fā)明的另一個實施例中，為了進(jìn)一步提高所述光源5出射光入射角度的變化量的計算精度，如圖6所示，所述連桿組44包括:分別與所述滑塊43固定連接的第一連桿和第二連桿，所述第一連桿和第二連桿構(gòu)成倒V型桿；與所述第一連桿另一端固定連接的第三連桿，所述第一連桿和第三連桿構(gòu)成V型桿；與所述第二連桿另一端固定連接的第四連桿，所述第二連桿與第四連桿構(gòu)成V型桿；與所述第一連桿和第三連桿的連接點、第二連桿和第四連桿的連接點滑動連接的圓弧導(dǎo)軌48。其中，所述圓弧導(dǎo)軌48固定在所述基座I上，其圓弧中心位于所述光學(xué)棱鏡3的底面中心處；所述第一連桿和第三連桿的連接點、第二連桿和第四連桿的連接點沿所述圓弧導(dǎo)軌48保持對稱滑動。
[0081]優(yōu)選的，所述第一連桿、第二連桿、第三連桿和第四連桿等長。在該實施例中可以通過所述電機(jī)41的機(jī)械傳動前進(jìn)量，直接計算所述連桿組44中第一連桿與第三連桿的連接點及第二連桿與第四連桿的連接點沿圓弧導(dǎo)軌48上滑動位移，再根據(jù)所述滑動位移，計算所述入射臂45和反射臂46的角位移，即可得到所述光源5出射光入射角度的變化。
[0082]由此可見，在利用本實施例中所提供的表面等離子體共振成像檢測裝置進(jìn)行檢測時，省卻了將所述電機(jī)41的機(jī)械傳動前進(jìn)量轉(zhuǎn)換成螺桿47轉(zhuǎn)動量，然后再將所述螺桿47的轉(zhuǎn)動量轉(zhuǎn)換成連桿組44的角度轉(zhuǎn)動量的計算過程，從而避免了長期使用過程中由于螺桿47的磨損和錯位而產(chǎn)生回差。而且，在本發(fā)明實施例中，由于所述連桿組44與所述圓弧導(dǎo)軌48滑動連接，從而可以將所述連桿組44的滑動固定在所述圓弧導(dǎo)軌48所在的平面內(nèi)，防止所述連桿組44在垂直于所述圓弧導(dǎo)軌48所在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，從而進(jìn)一步提高了計算所述光源5出射光入射角度變化時的精度。
[0083]綜上所述，本發(fā)明實施例所提供的表面等離子體共振成像檢測裝置，其光源5采用白色LED51產(chǎn)生白色的出射光，然后再利用濾波器55對所述白色LED51的出射光進(jìn)行過濾，形成單一波長的出射光，來代替現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體激光器來產(chǎn)生單一波長的出色光。由于大功率白色LED51的成本要遠(yuǎn)小于大功率半導(dǎo)體激光器的成本，從而降低了本發(fā)明實施例中所提供的表面等離子體共振成像檢測裝置中光源5的成本，進(jìn)而降低了所述表面等離子體共振成像檢測裝置的成本，
[0084]而且，本發(fā)明實施例所提供的表面等離子體共振成像檢測裝置，相較于現(xiàn)有技術(shù)中的表面等離子體共振成像檢測裝置，尺寸較小，光路調(diào)節(jié)復(fù)雜度較低，而且其光源5出射光入射角度的計算精度較高。
[0085]本說明書中各個部分采用遞進(jìn)的方式描述，每個部分重點說明的都是與其他部分的不同之處，各個部分之間相同相似部分互相參見即可。
[0086]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種表面等離子體共振成像檢測裝置的光源，其特征在于，包括: 產(chǎn)生白色出射光的白色LED ； 對所述白色LED的出射光進(jìn)行準(zhǔn)直的準(zhǔn)直器； 將準(zhǔn)直后的出射光的偏振方向調(diào)節(jié)為TM偏振的起偏器； 調(diào)節(jié)所述起偏器的出射光光強(qiáng)的衰減器； 對所述衰減器的出射光進(jìn)行濾波的濾波器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源，其特征在于，所述準(zhǔn)直器為單透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源，其特征在于，所述濾波器為濾波片。
4.一種表面等離子體共振成像檢測裝置，其特征在于，包括: 基座； 水平固定于所述基座側(cè)面上端的光學(xué)平臺； 固定于所述光學(xué)平臺側(cè)面的正三角形光學(xué)棱鏡，所述光學(xué)棱鏡的一角垂直向下，位于所述光學(xué)棱鏡的垂直中軸線上； 位于所述光學(xué)棱鏡下方的同步掃描裝置，所述同步掃描裝置包括:電機(jī)；位于所述電機(jī)上方的滑塊導(dǎo)軌；與所述電機(jī)相連，在所述電機(jī)的帶動下，沿所述滑塊導(dǎo)軌上下移動的滑塊；與所述滑塊相連，在所述滑塊的帶動下，在平行于所述基座平面內(nèi)運動的連桿組；與所述連桿組一端相連的入射臂及與所述連桿組另一端相連的反射臂，其中，所述入射臂和反射臂相對設(shè)置于所述光學(xué)棱鏡的兩側(cè)； 固定于所述入射臂上的光源，所述光源為權(quán)利要求1-3任一項所述的光源； 固定于所述反射臂上的圖像接收裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像檢測裝置，其特征在于，所述連桿組包括:分別與所述滑塊固定連接的第一連桿和第二連桿，所述第一連桿和第二連桿構(gòu)成V型桿，且所述第一連桿的另一端與入射臂相連，所述第二連桿的另一端與反射臂相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像檢測裝置，其特征在于，所述連桿組包括: 分別與所述滑塊固定連接的第一連桿和第二連桿，所述第一連桿和第二連桿構(gòu)成倒V型桿；與所述第一連桿另一端固定連接的第三連桿，所述第一連桿和第三連桿構(gòu)成V型桿；與所述第二連桿另一端固定連接的第四連桿，所述第二連桿與第四連桿構(gòu)成V型桿；與所述第一連桿和第三連桿的連接點、第二連桿和第四連桿的連接點滑動連接的圓弧導(dǎo)軌，所述第一連桿和第三連桿的連接點、第二連桿和第四連桿的連接點沿所述圓弧導(dǎo)軌保持對稱滑動。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像檢測裝置，其特征在于，所述光學(xué)平臺與所述光學(xué)棱鏡通過圓環(huán)進(jìn)行密封。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的成像檢測裝置，其特征在于，所述光學(xué)平臺上與所述光學(xué)棱鏡固定連接的位置設(shè)置有凹槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像檢測裝置，其特征在于，所述基座上設(shè)置有校準(zhǔn)所述光學(xué)棱鏡位置的定位銷釘。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像檢測裝置，其特征在于，所述電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。
【文檔編號】G01N21/41GK103728271SQ201310673588
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】王麗紅, 汪之又, 劉鴻, 朱勁松 申請人:王麗紅