專利名稱：多功能分光光度計的光學系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及分光光度計，更具體地涉及一種多功能分光光度計的光學系統(tǒng)。
分光光度計作為一種光學式分析測量儀，其應用是極為廣泛的，其中最為常見的紫外-可見分光光度計和熒光分光光度計。紫外-可見分光光度計的光路系統(tǒng)可歸納為光源光路部分、分光部光路部分、樣品測試光路部分，光源光路部分發(fā)出的光經(jīng)分光部光路部分進入樣品測試光路部分，樣品測試光路部分一般來說采用雙光路比較；而熒光分光光度計的光路系統(tǒng)包括光源光路部分、激發(fā)分光部光路部分(也稱前分光部光路部分)、樣品測試光路部分、發(fā)射分光部光路部分(也稱后分光部光路部分)。現(xiàn)在市售的分光光度計有各種型號的紫外-可見分光光度計以及熒光分光光度計，它們的光路系統(tǒng)基本上都不外乎采用上述的結(jié)構(gòu)形式，當然，在實現(xiàn)具體的光路時可能有各種不同的組合。上述的兩種形式的分光光度計的光學系統(tǒng)只能單一地用于上述的兩種形式的光度計，即，對于一種光度計只能對應于一種光學系統(tǒng)。市面上偶而也有一些型號的紫外-可見分光光度計也配有熒光附件，但將熒光附件對前者進行改裝時，那改裝后的分光光度計又缺少了原有的功能，因此，現(xiàn)在市場上尚未見有一種具有多功能分光光度計的光學系統(tǒng)，使一臺光度計同時具有紫外-可見分光光度計以及熒光分光光度計的功能，同時又具有光強度分光測定功能。
為此，本發(fā)明的目的是針對上述諸分光光度計光學系統(tǒng)中存在的問題，提出一種多功能分光光度計的光學系統(tǒng)，當分光光度計使用該光學系統(tǒng)后，既可用于紫外-可見光分光測量，又可用于熒光分光測量，同時又可作為光強度分光測定。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案該光學系統(tǒng)包括光源光路部分、激發(fā)分光光路部分、樣品測試光路部分、發(fā)射分光光路部分，樣品測試光路部分包括參照樣品光路和測試樣品光路，所不同的是，還包括有一多功能切換光學機構(gòu)，所說的多功能切換光學機構(gòu)進一步包括一移動式光反射部、激發(fā)光聚光部、熒光聚光部，所說的移動式光反射部和激發(fā)光聚光部置于測試樣品光路中，所說的熒光聚光部置于發(fā)射分光光路中。
由于本發(fā)明將紫外-可見光度計的光學系統(tǒng)和熒光分光光度計的光學系統(tǒng)集于一個光學系統(tǒng)中，并在樣品測試光路中增加了一包括有移動式光反射部、激發(fā)光聚光部、熒光聚光部的多功能切換光學機構(gòu)，當將多功能切換機構(gòu)從光路中去除時，該光學系統(tǒng)為一紫外-可見光度計的光學系統(tǒng)、當切換機構(gòu)保留在光學系統(tǒng)的樣品測試光路中，則光學系統(tǒng)又可作為熒光分光光度計的光學系統(tǒng)，同時又可作為光強度分光測定的光學系統(tǒng)。顯然，本發(fā)明的光學系統(tǒng)解決了長期以來在紫外-可見分光光度計、熒光分光光度計、以及光強度分光測定的光學系統(tǒng)功能單一、不能通用的問題，本發(fā)明的光學系統(tǒng)為上述不同類型的分光光度計共用一個光學系統(tǒng)提供了可能性，同時為分光光度計實現(xiàn)一機多功能(包括對表面反射光、透射光、原子發(fā)光、等離子體發(fā)光、熒光等各種散射光的分光計測)也提供了可能，并可使分光光度計的小型、輕量化，其商業(yè)價值將是十分巨大的。
下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明作一詳細地說明

圖1為現(xiàn)有熒光分光光度計的光學系統(tǒng)原理示意框圖。
圖2為現(xiàn)有熒光分光光度計的光學系統(tǒng)示意圖。
圖3為現(xiàn)有紫外-可見分光光度計的光學系統(tǒng)原理示意框圖。
圖4為現(xiàn)有紫外-可見分光光度計的光學系統(tǒng)示意圖。
圖5為本發(fā)明多功能分光光度計的光學系統(tǒng)原理示意框圖。
圖6為本發(fā)明多功能分光光度計的光學系統(tǒng)示意圖之一。
圖7為本發(fā)明多功能分光光度計的光學系統(tǒng)示意圖之二。
請參閱圖1、圖2所示，現(xiàn)有的熒光分光光度計的光學系統(tǒng)一般來說它包括光源光路部分、激發(fā)分光光路部分、樣品測試光路部分以及發(fā)射分光光路部分和分光檢測部分，圖1中信號處理系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)是分光光度計的其它系統(tǒng)。光源光路部分中有光源XL、濾光片CW；激發(fā)分光部光路部分包括狹縫S1、S2、光柵G1；樣品測試光路部分中有反射鏡M1、M2、透鏡L1、L2、光窗W1、樣品室C1、透鏡L3；發(fā)射分光部光路部分由狹縫反射鏡M3、狹縫S3、S4、光柵G2、M4、透鏡L4，分光檢測部分D。
圖3、圖4示意了現(xiàn)有的紫外-可見分光光度計的光學系統(tǒng)，此光光系統(tǒng)一般來說也包括光源光路部分、激發(fā)分光光路部分、樣品測試光路部分和分光檢測部分，圖3中的信號處理系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)是分光光度計的其它系統(tǒng)。光源光路部分也有角度可變反射鏡M1、紫外光源WL、可見光源DL、濾光片CW，激發(fā)分光光路部分包括狹縫S1、S2、光柵G1、反射鏡M2、M3、M4，樣品測試光路部分包括參照樣品測試光路和測試樣品測試光路，在測試樣品測試光路部分中，M5、M6、M9是反射鏡，M8是高速旋轉(zhuǎn)光調(diào)制鏡，C1為測試樣品室，W1、W2為光學窗。在參照樣品光路中，M7、M10、M11為反射鏡，C2為參照樣品室，W3、W4為光學窗，從激發(fā)分光光路的狹縫S2出射后單色光分為兩路光，一路為M4反射→M5反射→M8透射→M7反射→參照樣品C2→M10、M11反射→分光檢測部分D；另一路為M4反射→M5反射→M8反射→M6反射→測試樣品C1→M9反射→分光檢測部分D，其中，M8是高速旋轉(zhuǎn)光調(diào)制鏡，使二路光在經(jīng)過不同的光路、在不同時刻到達分光檢測部分D。
請繼續(xù)參閱圖5所示，本發(fā)明的設計思想是利用現(xiàn)有的紫外-可見分光光度計的光學系統(tǒng)和熒光分光光度計的光學系統(tǒng)共同組成一個多功能的分光光度計的光學系統(tǒng)，在該光學系統(tǒng)中再加上適當?shù)那袚Q機構(gòu)，當分光光度計采用這樣的光學系統(tǒng)后既可以作為紫外-可見分光光度計，又可以作為熒光分光光度計，同時也可以成為光強度分光測定系統(tǒng)。該光學系統(tǒng)也包括光源光路部分、激發(fā)分光光路部分、樣品測試光路部分、發(fā)射分光光路部分和分光檢測部分，樣品測試光路部分包括參照樣品光路和測試樣品光路，圖5中的信號處理系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)是分光光度計的其它系統(tǒng)。所不同的是，還包括有一多功能切換光學機構(gòu)，所說的多功能切換光學機構(gòu)進一步包括一移動式光反射部、激發(fā)光聚光部、熒光聚光部，所說的移動式光反射部和激發(fā)光聚光部置于測試樣品光路中，所說的熒光聚光部置于發(fā)射分光光路中，移動式光反射部可為反射鏡或光組，激發(fā)光聚光部可為單一透鏡或光組或反射鏡，熒光聚光部可為聚光鏡或光組。
該光學系統(tǒng)進一步包括一光源強度補正光路部分。所說的光源強度補正光路部分包括光組和探測器，光組置于樣品測試光路中，探測器位于光組的焦點處。
作為本發(fā)明的具體實施例來說可請先參閱圖6所示，在圖6所示的光學系統(tǒng)中，光源光路部分包括有反射鏡M1、紫外光源WL、可見光源DL、濾光片CW；激發(fā)分光光路部分包括反射鏡M2、M3、M4、光柵G1、狹縫S1、S2；樣品測試光路部分包括測試樣品光路和參照樣品光路，在這兩個光路中，進一步包括有反射鏡M5、M6、M7、M10、M11、移動式反射鏡M9、M12、高速旋轉(zhuǎn)光調(diào)制鏡M8，光學窗W1-W4，C1為測試(待測)樣品，C2為參照樣品；發(fā)射分光光路部分包括反射鏡M13、狹縫S3、S4、聚光鏡L3、光柵G2。在這個光學系統(tǒng)中，反射鏡M9、透鏡L1、L2、L4構(gòu)成了本發(fā)明的切換機構(gòu)，D1為分光檢測部分，反射鏡B、透鏡L5、探測器D2構(gòu)成了光源強度補正光路部分。
請繼續(xù)參閱圖7所示，該圖7示意了本發(fā)明的又一光學系統(tǒng)的實施例，在該光學系統(tǒng)中，光源光路部分包括反射鏡M1、紫外光源WL、可見光源XL；激發(fā)分光部光路部分包括光柵G1、狹縫S1、S2；樣品測試光路部分也有測試樣品光路和參照樣品測試光路，在這兩個光路中，進一步包括反射鏡M2、M5、M6、M8、M9、M10、高速旋轉(zhuǎn)光調(diào)制鏡M4、移動式反射鏡M3、測試樣品C1、參照樣品C2、光學窗W1-W4、聚光鏡L1、L2、L4，其中，反射鏡M3、聚光鏡L1、L2、L4共同構(gòu)成了本發(fā)明系統(tǒng)的切換機構(gòu)，D1為分光檢測部分，反射鏡B、透鏡L5、探測器D2構(gòu)成了光源強度補正光路部分。
上述圖6、圖7所示的實施例中，僅體現(xiàn)了本發(fā)明的構(gòu)思，并不限制本發(fā)明的構(gòu)思在不同的分光光度計的光學系統(tǒng)中的應用，實現(xiàn)本發(fā)明的構(gòu)思可以有不包括圖6、圖7在內(nèi)的多種不同光學系統(tǒng)來實現(xiàn)。如，切換機構(gòu)中所說的聚光鏡L1、L2可為透鏡組或單一透鏡或與反射鏡M3功能合一，其目的是使從移動反射鏡M9或M3出來的光聚焦于測試樣品上。
本發(fā)明光學系統(tǒng)的光源光路部分中的光源為連續(xù)或脈沖發(fā)光光源，其波長從紫外、可見、到近紅外或中紅外光。而且光源為單一光源或多光源組成。
在激發(fā)分光光路部分和發(fā)射分光光路部分可為一個單色器或多個單色器組合，分光方式也可為掃描型或分散型分光，分光元件可為平面或凹面光柵。在上述的兩個實施例中所采用的光柵G1、G2為平面或凹面光柵，或其它形式的光柵及其組合。
本發(fā)明中所說的分光檢測部分可為單一型或多通道陣列式探測器，探測器可采用光電池或光電倍增管或CCD或其它光敏器件。
權(quán)利要求
1.一種多功能分光光度計的光學系統(tǒng)，包括光源光路部分、激發(fā)分光光路部分、樣品測試光路部分、發(fā)射分光光路部分，樣品測試光路部分包括參照樣品光路和測試樣品光路，其特征在于還包括有一多功能切換光學機構(gòu)，所說的多功能切換光學機構(gòu)進一步包括一移動式光反射部、激發(fā)光聚光部、熒光聚光部，所說的移動式光反射部和激發(fā)光聚光部置于測試樣品光路中，所說的熒光聚光部置于發(fā)射分光光路中。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能分光光度計的光學系統(tǒng)，其特征在于所說的移動式光反射部和激發(fā)光聚光部依次置于測試樣品光路中的測試樣品之前；所說的激發(fā)光聚光部為光組或單一透鏡，也可為反射鏡。
3.如權(quán)利要求1所述的多功能分光光度計的光學系統(tǒng)，其特征在于所說的熒光聚光部置于發(fā)射分光光路之后。
4.如權(quán)利要求1所述的多功能分光光度計的光學系統(tǒng)，其特征在于所說的光源光路中的光源為連續(xù)或脈沖發(fā)光光源。
5.如權(quán)利要求4所述的多功能分光光度計的光學系統(tǒng)，其特征在于所說的連續(xù)或脈沖發(fā)光光源的波長從紫外、可見、近紅外或中紅外光。
6.如權(quán)利要求1所述的多功能分光光度計的光學系統(tǒng)，其特征在于所說的光源光路中的光源為單一光源或多光源組成。
7.如權(quán)利要求1所述的多功能分光光度計的光學系統(tǒng)，其特征在于所說的激發(fā)分光光路部分和發(fā)射分光光路部分可為一個單色器或多個單色器組合，分光方式也可為掃描型或分散型分光，分光元件可為平面或凹面光柵。
8.如權(quán)利要求1所述的多功能分光光度計的光學系統(tǒng)，其特征在于該光學系統(tǒng)進一步包括一光源強度補正光路部分，其位置可位于激發(fā)分光光路部分之前或之后。
9.如權(quán)利要求8所述的多功能分光光度計的光學系統(tǒng)，其特征在于所說的光源強度補正光路部分包括光組和探測器。
10.如權(quán)利要求1所述的多功能分光光度計的光學系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還進一步包括分光檢測部分，所說的分光檢測部分可為單一型或多通道陣列式探測器，探測器可采用光電池或光電倍增管或CCD或其它光敏器件。
全文摘要
一種多功能分光光度計的光學系統(tǒng),光學系統(tǒng)包括光源光路部分、激光分光光路部分、樣品測試光路部分、發(fā)射分光光路部分,還包括有一多功能切換光學機構(gòu),該光學系統(tǒng)解決了長期以來光學系統(tǒng)功能單一、不能通用的問題,為不同類型的分光光度計共用一個光學系統(tǒng)提供了可能性,同時為分光光度計實現(xiàn)一機多功能也提供了可能,并可使分光光度計的小型、輕量化,其商業(yè)價值將是十分巨大的。
文檔編號G01N21/31GK1280298SQ99113858
公開日2001年1月17日 申請日期1999年7月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月8日
發(fā)明者黃維實, 高偉生, 邱忠成, 竇曉鳴 申請人:上海春曉光電科技有限公司