一种多波段led荧光显微镜的照明系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种多波段LED荧光显微镜的照明系统，包括主照明系统，还包括波长不同的N个辅照明系统，N为大于等于1的整数，辅照明系统的波长与主照明系统的波长不同，辅照明系统包括第一LED光源、第二LED光源、第一分色镜和第二分色镜，第一LED光源的波长和第二LED光源的波长不同；第二分色镜设置在主照明系统的光路上，第二分色镜和主照明系统的光路之间的夹角为45度，第一LED光源的光束先通过第一分色镜反射后再通过第二分色镜反射出去，第二LED光源的光束先通过第一分色镜透射后再通过第二分色镜反射出去，主照明系统的光束通过第二分色镜透射出去；优点是效率较高，操作简单，结构简单，成本较低。
【专利说明】
一种多波段LED荧光显微镜的照明系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种荧光显微镜的照明系统，尤其是涉及一种多波段LED荧光显微镜的照明系统。
【背景技术】
[0002]传统的荧光显微镜，大部分都采用汞灯作为其照明系统的光源，但是汞灯的能耗较大，目前正逐渐被能耗低且体积小的LED光源所取代。LED光源作为照明系统，目前已在在单波段的荧光显微镜中得到了广泛应用。但是，在多波段的荧光显微镜中，由于需要2个及以上的波长段，而LED光源的波长单一，由此LED光源在多波段的荧光显微镜的应用上遇到了不少困难。我们将采用LED光源作为照明系统光源的多波段荧光显微镜称为多波段LED荧光显微镜。现有的多波段LED荧光显微镜为了获取多波段的激发光，或者采用人工方式对LED光源进行替换，或者采用机械切换装置对LED光源进行切换。但是，采用人工方式对LED光源进行替换效率较低，且操作繁杂，采用机械切换装置对LED光源进行切换虽然效率较高，但是机械切换装置的增加使得多波段LED荧光显微镜结构复杂，成本较高。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种效率较高，结构简单，且成本较低的多波段LED荧光显微镜的照明系统。
[0004]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种多波段LED荧光显微镜的照明系统，包括主照明系统，还包括波长不同的N个辅照明系统，N为大于等于I的整数，所述的辅照明系统的波长与所述的主照明系统的波长不同，所述的辅照明系统包括第一 LED光源、第二 LED光源、第一分色镜和第二分色镜，所述的第一 LED光源I的波长和所述的第二 LED光源的波长不同；所述的第二分色镜设置在所述的主照明系统的光路上，所述的第二分色镜和所述的主照明系统的光路之间的夹角为45度，所述的第一 LED光源的光束先通过所述的第一分色镜反射后再通过所述的第二分色镜反射出去，所述的第二 LED光源的光束先通过所述的第一分色镜透射后再通过所述的第二分色镜反射出去，所述的主照明系统的光束通过所述的第二分色镜透射出去。
[0005 ]所述的第一LED光源的光束、所述的第二 LED光源的光束和所述的主照明系统的光束通过所述的第二分色镜后重合。
[0006]所述的主照明系统包括第三LED光源、第四LED光源和第三分色镜，所述的第三LED光源和所述的第四LED光源的波长不同，所述的第三分色镜设置在所述的第四LED光源的光路上，所述的第三分色镜和所述的第四LED光源的夹角为45度，所述的第三LED光源的光束通过所述的第三分色镜反射出去，所述的第四LED光源的光束通过所述的第三分色镜透射出去。
[0007]所述的第三LED光源的光束和所述的第四LED光源的光束通过所述的第二分色镜后重合。
[0008]所述的辅照明系统的数量为一个，所述的第一LED光源的波长为400nm-410nm，所述的第二 LED光源的波长为465nm-488nm，所述的第三LED光源的波长为625nm-647nm，所述的第四LED光源的波长为515nm-545nm0
[0009]所述的第一分色镜的上表面和下表面均设置有第一分光膜，所述的第二分色镜的上表面和下表面均设置有第二分光膜，所述的第三分色镜的上表面和下表面均设置有第三分光膜。
[0010]所述的第一分光膜由至少十八个第一单元膜层叠形成，所述的第一单元膜由第一上膜层和第一下膜层层叠而成，所述的第一下膜层的材料为Nb205、Ti02或者Ta205，所述的第一上膜层的材料为Si02，所述的第一下膜层的厚度为92.2nm?151.8nm，所述的第一上膜层的厚度为38.16nm?155.2nm;所述的第二分光膜由至少十八个第二单元膜层叠形成，所述的第二单元膜由第二上膜层和第二下膜层层叠而成，所述的第二下膜层的材料为Nb205、Ti02或者Ta205，所述的第二上膜层的材料为Si02，所述的第二下膜层的厚度为103nm?172.5nm，所述的第二上膜层的厚度为40.56nm?105.4nm;所述的第三分光膜由至少十八个第三单元膜层叠形成，所述的第三单元膜由第三上膜层和第三下膜层层叠而成，所述的第三下膜层的材料为Nb205、Ti02或者Ta205，所述的第三上膜层的材料为Si02，所述的第三下膜层的厚度为130.1nm?214.3nm，所述的第三上膜层的厚度为20.3nm?209.9nm。
[0011]与现有技术相比，本发明的优点在于通过在照明系统设置波长不同的N个辅照明系统，N为大于等于I的整数，辅照明系统的波长与主照明系统的波长不同，辅照明系统包括第一 LED光源、第二 LED光源、第一分色镜和第二分色镜，第一 LED光源I的波长和第二 LED光源的波长不同，第二分色镜设置在主照明系统的光路上，第二分色镜和主照明系统的光路之间的夹角为45度，第一 LED光源的光束先通过第一分色镜反射后再通过第二分色镜反射出去，第二 LED光源的光束先通过第一分色镜透射后再通过第二分色镜反射出去，主照明系统的光束通过第二分色镜透射出去，由此使用者不需要采用人工方式对LED光源进行替换，仅需开启或者关闭各个辅照明系统和主照明系统即可实现LED光源的切换，效率较高，操作简单，同时，也不需要额外设置机械切换装置对LED光源进行切换，结构简单，成本较低；
[0012]当第一LED光源的光束、第二 LED光源的光束和主照明系统的光束通过第二分色镜后重合时，在同时使用第一LED光源和第二LED光源时，可以提高第一LED光源光束和第二LED光源的光束的聚合性；
[0013]当主照明系统包括第三LED光源、第四LED光源和第三分色镜，第三LED光源和第四LED光源的波长不同，第三分色镜设置在第四LED光源的光路上，第三分色镜和第四LED光源的夹角为45度，第三LED光源的光束通过第三分色镜反射出去，第四LED光源的光束通过第三分色镜透射出去时，通过开启或者关闭第三LED光源和第四LED光源，可以得到三种不同波段的光束，进一步拓展了照明系统的波段；
[0014]当第三LED光源的光束和第四LED光源的光束通过第二分色镜后重合时，在同时使用第三LED光源和第四LED光源时，可以提高第三LED光源光束和第四LED光源的光束的聚合性；
[0015]当辅照明系统的数量为一个，第一LED光源的波长为400nm-410nm，第二 LED光源的波长为465nm-488nm，第三LED光源的波长为625nm-647nm，第四LED光源的波长为515nm-545nm时，可以保证第一LED光源的光束、第二LED光源的光束、第三LED光源的光束和第时LED光源的光束在分色镜处的透射率或者折射率较大；
[0016]当第一分色镜的上表面和下表面均设置有第一分光膜，第二分色镜的上表面和下表面均设置有第二分光膜，第三分色镜的上表面和下表面均设置有第三分光膜时，进一步增加第一 LED光源的光束、第二 LED光源的光束、第三LED光源的光束和第时LED光源的光束在分色镜处的透射率或者折射率；
[0017]当第一分光膜由至少十八个单元膜层叠形成，单元膜由上膜层和下膜层层叠而成，下膜层的材料为Nb205、Ti02或者Ta205，上膜层的材料为Si02，下膜层的厚度为92.2nm?151.8nm，上膜层的厚度为38.16nm?155.2nm，第二分光膜由至少十八个第二单元膜层叠形成，第二单元膜由第二上膜层和第二下膜层层叠而成，第二下膜层的材料为Nb205、Ti02或者Ta205，第二上膜层的材料为Si02，第二下膜层的厚度为103nm?172.5nm，第二上膜层的厚度为40.56nm?105.4nm;第三分光膜由至少十八个第三单元膜层叠形成，第三单元膜由第三上膜层和第三下膜层层叠而成，第三下膜层的材料为Nb205、Ti02或者Ta205，第三上膜层的材料为Si02，第三下膜层的厚度为130.1nm?214.3nm，第三上膜层的厚度为20.3nm?209.9nm时，可以使第一LED光源的光束在第一分色镜处的反射率达到99%以上，第二LED光源的光束在第一分色镜处的透射率达到98%以上，第三LED光源的光束在第三分色镜处的反射率达到99%以上，第四LED光源的光束在第三分色镜处的反透射率达到97%以上，第一LED光源的光束和第二LED光源的光束在第三分色镜处的反射率达到98%以上，第二LED光源的光束和第四LED光源的光束在第三分色镜处的透射率达到99 %以上，照明系统的光损耗较小。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的多波段LED荧光显微镜的照明系统的结构图；
[0019]图2为本发明的多波段LED荧光显微镜的照明系统的第一分色镜的光谱图；
[0020]图3为本发明的多波段LED荧光显微镜的照明系统的第二分色镜的光谱图；
[0021]图4为本发明的多波段LED荧光显微镜的照明系统的第三分色镜的光谱图。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0023]实施例一:如图1所示，一种多波段LED荧光显微镜的照明系统，包括主照明系统，还包括波长不同的N个辅照明系统，N为大于等于I的整数，辅照明系统的波长与主照明系统的波长不同，辅照明系统包括第一LED光源1、第二LED光源2、第一分色镜3和第二分色镜4，第一 LED光源I的波长和第二 LED光源2的波长不同；第二分色镜4设置在主照明系统的光路上，第二分色镜4和主照明系统的光路之间的夹角为45度，第一 LED光源I的光束先通过第一分色镜3反射后再通过第二分色镜4反射出去，第二LED光源2的光束先通过第一分色镜3透射后再通过第二分色镜4反射出去，主照明系统的光束通过第二分色镜4透射出去。
[0024]本实施例中，第一LED光源I的光束、第二LED光源2的光束和主照明系统的光束通过第二分色镜4后重合。
[0025]本实施例中，主照明系统包括第三LED光源5、第四LED光源6和第三分色镜7，第三LED光源5和第四LED光源6的波长不同，第三分色镜7设置在第四LED光源6的光路上，第三分色镜7和第四LED光源6的夹角为45度，第三LED光源5的光束通过第三分色镜7反射出去，第四LED光源6的光束通过第三分色镜7透射出去。
[0026]本实施例中，第三LED光源5的光束和第四LED光源6的光束通过第二分色镜4后重入口 ο
[0027]本实施例中，第一LED光源I的波长为400nm-410nm，第二LED光源2的波长为465nm-488nm，第三LED光源5的波长为625nm_647nm，第四LED光源6的波长为515nm_545nm。
[0028]本实施例中，第一分色镜3的上表面和下表面均设置有第一分光膜，第二分色镜4的上表面和下表面均设置有第二分光膜，第三分色镜7的上表面和下表面均设置有第三分光膜。
[0029]实施例二:如图1所示，一种多波段LED荧光显微镜的照明系统，包括主照明系统，还包括一个辅照明系统，辅照明系统的波长与主照明系统的波长不同，辅照明系统包括第一LED光源1、第二LED光源2、第一分色镜3和第二分色镜4，第一LED光源I的波长和第二LED光源2的波长不同；第二分色镜4设置在主照明系统的光路上，第二分色镜4和主照明系统的光路之间的夹角为45度，第一 LED光源I的光束先通过第一分色镜3反射后再通过第二分色镜4反射出去，第二LED光源2的光束先通过第一分色镜3透射后再通过第二分色镜4反射出去，主照明系统的光束通过第二分色镜4透射出去。
[0030]本实施例中，第一LED光源I的光束、第二LED光源2的光束和主照明系统的光束通过第二分色镜4后重合。
[0031]本实施例中，主照明系统包括第三LED光源5、第四LED光源6和第三分色镜7，第三LED光源5和第四LED光源6的波长不同，第三分色镜7设置在第四LED光源6的光路上，第三分色镜7和第四LED光源6的夹角为45度，第三LED光源5的光束通过第三分色镜7反射出去，第四LED光源6的光束通过第三分色镜7透射出去。
[0032]本实施例中，第三LED光源5的光束和第四LED光源6的光束通过第二分色镜4后重入口 ο
[0033]本实施例中，第一LED光源I的波长为400nm-410nm，第二LED光源2的波长为465nm-488nm，第三LED光源5的波长为625nm_647nm，第四LED光源6的波长为515nm_545nm。
[0034]本实施例中，第一分色镜3的上表面和下表面均设置有第一分光膜，第二分色镜4的上表面和下表面均设置有第二分光膜，第三分色镜7的上表面和下表面均设置有第三分光膜。
[0035]本实施例中，第一分光膜由二十五个单元膜层叠形成，单元膜由上膜层和下膜层层叠而成，下膜层的材料为Nb205、Ti02或者Ta205，上膜层的材料为Si02，下膜层的厚度为92.2nm，上膜层的厚度为38.16nm，第二分光膜由二十五个第二单元膜层叠形成，第二单元膜由第二上膜层和第二下膜层层叠而成，第二下膜层的材料为Nb205、Ti02或者Ta205，第二上膜层的材料为Si02，第二下膜层的厚度为103nm，第二上膜层的厚度为40.56nm;第三分光膜由二十五个第三单元膜层叠形成，第三单元膜由第三上膜层和第三下膜层层叠而成，第三下膜层的材料为Nb205、Ti02或者Ta205，第三上膜层的材料为Si02，第三下膜层的厚度为130.1歷，第三上膜层的厚度为20.3111110
[0036]实施例三:如图1所示，一种多波段LED荧光显微镜的照明系统，包括主照明系统，还包括一个辅照明系统，辅照明系统的波长与主照明系统的波长不同，辅照明系统包括第一LED光源1、第二LED光源2、第一分色镜3和第二分色镜4，第一LED光源I的波长和第二LED光源2的波长不同；第二分色镜4设置在主照明系统的光路上，第二分色镜4和主照明系统的光路之间的夹角为45度，第一 LED光源I的光束先通过第一分色镜3反射后再通过第二分色镜4反射出去，第二LED光源2的光束先通过第一分色镜3透射后再通过第二分色镜4反射出去，主照明系统的光束通过第二分色镜4透射出去。
[0037]本实施例中，第一LED光源I的光束、第二LED光源2的光束和主照明系统的光束通过第二分色镜4后重合。
[0038]本实施例中，主照明系统包括第三LED光源5、第四LED光源6和第三分色镜7，第三LED光源5和第四LED光源6的波长不同，第三分色镜7设置在第四LED光源6的光路上，第三分色镜7和第四LED光源6的夹角为45度，第三LED光源5的光束通过第三分色镜7反射出去，第四LED光源6的光束通过第三分色镜7透射出去。
[0039]本实施例中，第三LED光源5的光束和第四LED光源6的光束通过第二分色镜4后重入口 ο
[0040]本实施例中，第一LED光源I的波长为400nm-410nm，第二LED光源2的波长为465nm-488nm，第三LED光源5的波长为625nm_647nm，第四LED光源6的波长为515nm_545nm。
[0041 ]本实施例中，第一分色镜3的上表面和下表面均设置有第一分光膜，第二分色镜4的上表面和下表面均设置有第二分光膜，第三分色镜7的上表面和下表面均设置有第三分光膜。
[0042]本实施例中，第一分光膜由二十五个单元膜层叠形成，单元膜由上膜层和下膜层层叠而成，下膜层的材料为Nb205、Ti02或者Ta205，上膜层的材料为Si02，下膜层的厚度为151.8nm，上膜层的厚度为155.2nm，第二分光膜由二十五个第二单元膜层叠形成，第二单元膜由第二上膜层和第二下膜层层叠而成，第二下膜层的材料为Nb205、Ti02或者Ta205，第二上膜层的材料为Si02，第二下膜层的厚度为172.5nm，第二上膜层的厚度为105.4nm;第三分光膜由二十五个第三单元膜层叠形成，第三单元膜由第三上膜层和第三下膜层层叠而成，第三下膜层的材料为Nb205、Ti02或者Ta205，第三上膜层的材料为Si02，第三下膜层的厚度为214.3nm，第三上膜层的厚度为209.9nmo
[0043]本实施例中，将第一 LED光源1、第二 LED光源2、第三LED光源5和第四LED光源6同时开启，第一LED光源I的光束、第二LED光源2的光束、第三LED光源5的光束和第四LED光源6的光束通过第二分色镜4后形成多波段混合光源。本实施例的多波段LED荧光显微镜的照明系统的第一分色镜的光谱图如图2所示;本实施例的多波段LED荧光显微镜的照明系统的第二分色镜的光谱图如图3所示;本实施例的多波段LED荧光显微镜的照明系统的第三分色镜的光谱图如图4所示。
[0044]分析图2可知，第一LED光源I的光束在第一分色镜3处的反射率大约为99.7%，第二LED光源2的光束在第一分色镜3处的透射率大约为98.6%。第一分色镜3的反射率在99%以上，透射率在98.5%以上，保障光束最大限度的反射或者透射，大大的降低了光损耗。分析图3可知，第一LED光源I和第二LED光源2的混合光束在第二分色镜4处的反射率大约为99.9%，第三LED光源5和第四LED光源6的混合光束在第二分色镜4处的透射率大约为98.9%。第二分色镜4的反射率在99%以上，透射率在98.5%以上，保障光束最大限度的反射或者透射，大大的降低了光损耗。分析图4可知，第三LED光源5的光束在第三分色镜7处的反射率大约为98.9%，第是LED光源6的光束在第三分色镜7处的透射率大约为99.9%。第三分色镜7的反射率在98.5 %以上，透射率在99%以上，保障光束最大限度的反射或者透射，大大的降低了光损耗。
[0045]本发明的多波段LED荧光显微镜的照明系统可以通过开启或者关闭其内设置的各个LED光源来实现LED光源的切换，操作方便，效率较高，结构简单，成本较低;并且，通过设置的第一分光膜、第二分光膜和第三分光膜大大提高了分色镜的透射率和反射率，大大的降低了光损耗。
【主权项】
1.一种多波段LED荧光显微镜的照明系统，包括主照明系统，其特征在于还包括波长不同的N个辅照明系统，N为大于等于I的整数，所述的辅照明系统的波长与所述的主照明系统的波长不同，所述的辅照明系统包括第一 LED光源、第二 LED光源、第一分色镜和第二分色镜，所述的第一 LED光源的波长和所述的第二 LED光源的波长不同；所述的第二分色镜设置在所述的主照明系统的光路上，所述的第二分色镜和所述的主照明系统的光路之间的夹角为45度，所述的第一 LED光源的光束先通过所述的第一分色镜反射后再通过所述的第二分色镜反射出去，所述的第二 LED光源的光束先通过所述的第一分色镜透射后再通过所述的第二分色镜反射出去，所述的主照明系统的光束通过所述的第二分色镜透射出去。2.根据权利要求1所述的一种多波段LED荧光显微镜的照明系统，其特征在于所述的第一LED光源的光束、所述的第二 LED光源的光束和所述的主照明系统的光束通过所述的第二分色镜后重合。3.根据权利要求2所述的一种多波段LED荧光显微镜的照明系统，其特征在于所述的主照明系统包括第三LED光源、第四LED光源和第三分色镜，所述的第三LED光源和所述的第四LED光源的波长不同，所述的第三分色镜设置在所述的第四LED光源的光路上，所述的第三分色镜和所述的第四LED光源的夹角为45度，所述的第三LED光源的光束通过所述的第三分色镜反射出去，所述的第四LED光源的光束通过所述的第三分色镜透射出去。4.根据权利要求3所述的一种多波段LED荧光显微镜的照明系统，其特征在于所述的第三LED光源的光束和所述的第四LED光源的光束通过所述的第二分色镜后重合。5.根据权利要求3或4所述的一种多波段LED荧光显微镜的照明系统，其特征在于所述的辅照明系统的数量为一个，所述的第一 LED光源的波长为400nm-41 Onm，所述的第二 LED光源的波长为465nm-488nm，所述的第三LED光源的波长为625nm-647nm，所述的第四LED光源的波长为515nm-545nm。6.根据权利要求5所述的一种多波段LED荧光显微镜的照明系统，其特征在于所述的第一分色镜的上表面和下表面均设置有第一分光膜，所述的第二分色镜的上表面和下表面均设置有第二分光膜，所述的第三分色镜的上表面和下表面均设置有第三分光膜。7.根据权利要求6所述的一种多波段LED荧光显微镜的照明系统，其特征在于所述的第一分光膜由至少十八个第一单元膜层叠形成，所述的第一单元膜由第一上膜层和第一下膜层层叠而成，所述的第一下膜层的材料为Nb205、Ti02或者Ta205，所述的第一上膜层的材料为Si02，所述的第一下膜层的厚度为92.2nm?151.8nm，所述的第一上膜层的厚度为.38.16nm?155.2nm;所述的第二分光膜由至少十八个第二单元膜层叠形成，所述的第二单元膜由第二上膜层和第二下膜层层叠而成，所述的第二下膜层的材料为Nb205、Ti02或者Ta205，所述的第二上膜层的材料为Si02，所述的第二下膜层的厚度为103nm?172.5nm，所述的第二上膜层的厚度为40.56nm?105.4nm;所述的第三分光膜由至少十八个第三单元膜层叠形成，所述的第三单元膜由第三上膜层和第三下膜层层叠而成，所述的第三下膜层的材料为Nb205、Ti02或者Ta205，所述的第三上膜层的材料为Si02，所述的第三下膜层的厚度为130.1nm?214.3nm，所述的第三上膜层的厚度为20.3nm?209.9nm。
【文档编号】G02B21/06GK106054365SQ201610585172
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月21日 公开号201610585172.9, CN 106054365 A, CN 106054365A, CN 201610585172, CN-A-106054365, CN106054365 A, CN106054365A, CN201610585172, CN201610585172.9
【发明人】张克奇, 邱慧, 姚晨
【申请人】宁波永新光学股份有限公司