专利名称：一种多波长近红外荧光量子点检测装置的制作方法
技术领域：
本发明属于防伪信息识别领域，特别涉及一种多波长近红外荧光量子点检测装置。
背景技术：
半导体荧光量子点一直以来就是人们研究的热点，其在受到光刺激时会产生强的荧光反射，且荧光发射波长由颗粒尺寸调控，包含可见光和近红外波段。量子点化学性质稳定，可经受反复激发，制备环境参数要求严格，仿制难度极高。目前荧光量子点已被应用于打印技术，将量子点与墨水等荧光标记物混合后打印，通过光源激发，监测量子点的反射光谱，与预设信息比较，即可辨别真伪。为增加防伪的可靠性，也已出现使用双波长或多波、长荧光量子点进行打印的技术，通过编码、检测、解码，对比之后即可进行防伪。目前已出现多种荧光量子点检测装置，如采用模块化的思想，实现了对微弱荧光信号的检测，但不能检测多波长荧光量子点；或采用光纤光谱仪作为荧光检测器件，可以荧光波长和强度信息，但由于上位PC机的存在，使得该装置不能很好地实现便携化。基于现有荧光量子点检测装置的种种不足，本发明人试图研发一种性能更佳的量子点检测装置，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种多波长近红外荧光量子点检测装置，其可扫描含有多波长荧光量子点的一维条形码，获取条形码中包含的编码荧光信息，并可对其进行分析比较，判断商品真伪。为了达成上述目的，本发明的解决方案是
一种多波长近红外荧光量子点检测装置，包括荧光扫描模块、平移电机和信号分析处理模块；
荧光扫描模块包括激光二极管、滤光片、步进电机、色散装置和光电倍增管，其中，激光二极管设于荧光量子点条形码的前方，且其发射光方向与荧光量子点条形码的表面垂直，所述激光二极管所发出的激发光波长小于条形码中荧光量子点特征峰波长中的最小值；所述滤光片、色散装置、光电倍增管均设于荧光量子点条形码的前方，并沿反射荧光方向依次顺序设置，滤光片的中轴线与激光二极管的发射光方向平行，而色散装置的平面与滤光片的中轴线垂直，且所述色散装置的使用波段包含所选荧光量子点的所有特征峰波长，该色散装置还与步进电机机械连接，在步进电机的带动下以特定速率在指定幅度内摆动，使通过色散装置的单色光都能够被光电倍增管检测到；所述光电倍增管与色散装置的相对位置固定不变；
平移电机与前述荧光扫描模块机械相连，并带动荧光扫描模块整体移动；
信号分析处理模块包括A/D转换模块、单片机模块、按键模块和显示模块，其中，A/D转换模块的输入端连接光电倍增管的输出端，而A/D转换模块的输出端连接单片机模块的输入端，将光电倍增管的输出电信号进行A/D转换后送入单片机模块；所述单片机模块对接收到的来自A/D转换模块的数字信号进行分析比较判断商品真伪，结果送入显示模块进行显示；所述单片机模块还与按键模块连接，在按键模块的输入信号下控制激光二极管的激发、步进电机及平移电机的转动。上述滤光片采用长通滤光片或陷波滤光片。上述色散装置采用光栅或棱镜。采用上述方案后，本发明通过单色激发光源垂直照射含有荧光量子点的一维条形码，反射光经滤光片后滤除激发光，剩余荧光经色散装置分散为不同波长的单色光，步进电机带动色散装置旋转，使所有单色光被光电倍增管接收，输出电信号经A/D转换，通过单片机分析并显示鉴别结果。本发明具有以下有益效果
(1)可以用于检测多波长荧光量子点条形码，判断商品真伪；
(2)装置便携一体化，不需要PC机处理数据，有益于产品化；
(3)可以与荧光量子点编码防伪技术相结合，形成一套完整的防伪系统，产生巨大的社会效益与经济效益。
图I是本发明的结构示意图。
具体实施例方式以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。如图I所示，本发明提供一种多波长近红外荧光量子点检测装置，包括荧光扫描模块、平移电机和信号分析处理模块，下面分别介绍。荧光扫描模块包括激光二极管(LED) 2、滤光片3、步进电机4、色散装置5和光电倍增管(PMT)6，其中，激光二极管2设于荧光量子点条形码I的前方，且其发射光方向与荧光量子点条形码I的表面垂直，所述激光二极管2所发出的激发光波长小于荧光量子点条形码I中荧光量子点特征峰波长中的最小值；滤光片3也设于荧光量子点条形码I的前方，且其中轴线与激光二极管2的发射光方向平行，该滤光片3用于滤除激发光，以尽可能地减小激发光对荧光检测的干扰，可采用长通滤光片或陷波滤光片；所述滤光片3、色散装置5、光电倍增管6沿反射荧光方向依次顺序设置，而色散装置5的平面与滤光片3的中轴线垂直，所述色散装置5的使用波段包含所选荧光量子点的所有特征峰波长，且效率曲线分布合理，从而使荧光电子点特征峰透过率较高，可采用光栅或棱镜；所述色散装置5还与步进电机4机械连接，可在步进电机4的带动下，以某一速率在指定幅度内摆动，使通过色散装置5的单色光都可以被光电倍增管6检测到；所述光电倍增管6按反射荧光传播方向位于色散装置5的后方，且其与色散装置5的相对位置固定不变，用于将所有波长的单色光转化为电信号。平移电机7与前述荧光扫描模块机械相连，可带动荧光扫描模块整体移动，从而实现一次性对多个荧光量子点条形码的扫描。信号分析处理模块包括A/D转换模块8、单片机模块(MCU) 9、按键模块10和显示模块11，其中，A/D转换模块8的输入端连接光电倍增管6的输出端，而A/D转换模块8的输出端连接单片机模块9的输入端，用于将光电倍增管6的输出电信号进行A/D转换后送入单片机模块9 ;所述单片机模块9 一方面对接收到的来自A/D转换模块8的数字信号进行检波算法分析，得到荧光峰配比，经对应的编码规则翻译得到原始信息，再进行分析比较判断商品真伪，结果送入显示模块11进行显示；所述单片机模块9还与按键模块10连接，在按键模块10的输入信号下控制激光二极管2的激发、步进电机4及平移电机7的转动。工作时，外界经由按键模块10输入指令，控制单片机模块9发出扫描指令，触发激
光二极管2发射波长为毛的激发光垂直照射含有多波长突光量子点条形码I，反射光含有激发光波长為及荧光波长毛七…，经滤光片3后得到含有荧光波长Mt-的复色光，再经
色散装置5后分散得到Mt--的单色光，色散装置5由步进电机4带动在一定角度内旋转，
使所有波长的单色光都被光电倍增管6接收并转化为电信号。平移电机7按指定速率带动突光扫描模块按条形码排列方向移动，检测所有条形码信息，电信号经A/D转换模块8处理 后得到数字量给单片机模块9，经检波算法分析后得到荧光峰配比，经对应的编码规则翻译得到原始信息，经分析比较判断商品真伪，结果由显示模块11显示。以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
权利要求
1.ー种多波长近红外荧光量子点检测装置，其特征在于包括荧光扫描模块、平移电机和信号分析处理模块； 荧光扫描模块包括激光二极管、滤光片、步进电机、色散装置和光电倍增管，其中，激光ニ极管设于荧光量子点条形码的前方，且其发射光方向与荧光量子点条形码的表面垂直，所述激光二极管所发出的激发光波长小于条形码中荧光量子点特征峰波长中的最小值；所述滤光片、色散装置、光电倍增管均设于荧光量子点条形码的前方，并沿反射荧光方向依次顺序设置，滤光片的中轴线与激光二极管的发射光方向平行，而色散装置的平面与滤光片的中轴线垂直，且所述色散装置的使用波段包含所选荧光量子点的所有特征峰波长，该色散装置还与步进电机机械连接，在步进电机的带动下以特定速率在指定幅度内摆动，使通过色散装置的単色光都能够被光电倍增管检测到；所述光电倍増管与色散装置的相对位置固定不变； 平移电机与前述荧光扫描模块机械相连，并带动荧光扫描模块整体移动； 信号分析处理模块包括A/D转换模块、单片机模块、按键模块和显示模块，其中，A/D转换模块的输入端连接光电倍增管的输出端，而A/D转换模块的输出端连接单片机模块的输入端，将光电倍増管的输出电信号进行A/D转换后送入单片机模块；所述单片机模块对接收到的来自A/D转换模块的数字信号进行分析比较判断商品真伪，结果送入显示模块进行显示；所述单片机模块还与按键模块连接，在按键模块的输入信号下控制激光二极管的激发、步进电机及平移电机的转动。
2.如权利要求I所述的ー种多波长近红外荧光量子点检测装置，其特征在于所述滤光片米用长通滤光片或陷波滤光片。
3.如权利要求I所述的ー种多波长近红外荧光量子点检测装置，其特征在于所述色散装置采用光栅或棱镜。
全文摘要
本发明公开一种多波长近红外荧光量子点检测装置，包括荧光扫描模块、平移电机和信号分析处理模块；荧光扫描模块包括激光二极管、滤光片、步进电机、色散装置和光电倍增管，激光二极管设于荧光量子点条形码的前方，其发射光方向与条形码表面垂直；滤光片、色散装置、光电倍增管沿反射荧光方向依次顺序设置；平移电机带动荧光扫描模块整体移动；信号分析处理模块包括A/D转换模块、单片机模块、按键模块和显示模块，A/D转换模块将光电倍增管的电信号进行A/D转换后送入单片机模块，进行判断后结果送入显示模块。此种检测装置可扫描含有多波长荧光量子点的一维条形码，获取条形码中包含的编码荧光信息，并可对其进行分析比较，判断商品真伪。
文档编号G01N21/64GK102661940SQ20121015712
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月21日 优先权日2012年5月21日
发明者刘玉冰, 崔奉良, 张宗嘉, 钱志余, 韩盟盟, 高凡 申请人:南京航空航天大学