一种用于医学检验系统的荧光滤光片组件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于医学检验系统的光学元件，尤其是涉及一种用于医学检验系 统的荧光滤光片组件。
【背景技术】
[0002] 荧光检测是生化、医疗以及环境分析中普遍使用的检测技术。其基本原理是被检 物体某些特定的成分在特定波长的激发光照射下，吸收能量产生跃迀，发出特定波长的生 物荧光。通过采集该特定波长的荧光信号进行分析就可获知被检物体的成分、含量、组成等 各种信息，从而达到检测目的。通常来说，被激发的荧光相对于激发光要弱得多，所以在探 测采集荧光之前需要过滤激发光，以避免荧光信号埋没在强烈的激发光信号中以及过强的 激发光对探测器造成损伤。目前常用的手段是根据激发光和荧光的波长选取合适的滤光 片，如长波通滤光片或者陷波滤光片将激发光滤掉的同时让所需的荧光通过。
[0003] 随着生物医学检测技术的迅速发展，焚光探针技术、偏振焚光检测技术、多光子焚 光检测技术、基因扩增荧光定量检测技术等对分析的灵敏度和准确性要求越来越高。荧光 滤光片作为核心检测元件，在激发光波长处截止带宽、截止深度发射荧光透过率等方面的 要求也更加严苛。
[0004] 在本发明涉及的生物医药学检测仪器上，需要对波长为200~625nm范围内的光谱 深度截止(截止率为0)，而对波长为650~800nm范围内的光谱具有较高的透过率(透过率为 大于90%)。但在现有适合于批量生产的技术中，要达到规定的技术指标，必须由至少5片以 上的长波通、短波通或带通滤光片的组合而成，所以有以下缺点：
[0005] 1、多片滤光片胶合增加胶合件空间体积，整个系统的使用难度增加；
[0006] 2、对于量产的滤光片，片数越多，整体胶合的良品率越低，成本也越高。
[0007] 针对上述的缺陷，人们尝试使用有色玻璃来替代相应的滤光片，以有色玻璃本身 特性替代部分滤光片组合的滤通效果，以减少滤光片数量。但在实际使用中发现，虽然有色 玻璃能实现相应波段的截止和透过，但也存在后发荧光现象：即滤光片组件达到了过滤激 发光和选择特定荧光的效果，但有色玻璃本身因吸收激发光而产生荧光，该荧光掺杂进了 最终探测器所检测的荧光中，严重影响了仪器检测精度和结果。
【发明内容】
[0008] 本发明所要解决的技术问题是提供一种能够对200~625nm波长的光谱深度截止， 对650~800nm波长的光谱具有较高的透过率，成本低且没有后发荧光现象的用于医学检验 系统的荧光滤光片组件。
[0009] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种用于医学检验系统的荧光滤 光片组件，包括相互胶合在一起的第一玻璃基片、第二玻璃基片和有色玻璃片，所述的有色 玻璃片设置在所述的第一玻璃基片和所述的第二玻璃基片之间，所述的第一玻璃基片的内 表面或外表面设置有主膜层，所述的第二玻璃基片的内表面或外表面设置有次膜层，所述 的主膜层由20~30个主单元层组成，所述的主单元层由厚度为153~190nm、折射率为2.0~ 3.0的第一高折射率膜层和厚度为63~132nm、折射率为1.3~1.8的第一低折射率膜层组 成，所述的第一玻璃基片与所述的第一高折射率膜层相邻，所述的次膜层由10~20个次单 元层组成，所述的次单元层由厚度为32~53nm、折射率为2.0~3.0的第二高折射率膜层和 厚度为66~116nm、折射率为1.3~1.8的第二低折射率膜层组成，所述的有色玻璃片在200 ~550nm波长范围内透过率为零，而在650~800nm波长范围内的透过率大于90%。
[0010]所述的高折射率膜层的材料为批02、113〇5上 2〇5、他2〇5中的一种，所述的低折射率 膜层的材料为MgF2或Si02。
[0011] 所述的主膜层由27个主单元层组成，所述的主单元层由平均厚度为170nm、折射率 为2.41的Ti3〇 5膜层和平均厚度为95nm、折射率为1.47的SiO膜层组成。
[0012] 所述的次膜层由17个次单元层组成，所述的次单元层由平均厚度为48nm、折射率 为2.41的Ti3〇 5膜层和平均厚度为86nm、折射率为1.47的SiO膜层组成。
[0013] 与现有技术相比，本发明的优点在于通过设置特定的主膜层和次膜层，采用有色 玻璃片来替代滤光片，能够实现相同的波长截止和透过率，即对200~625nm波长的光谱深 度截止，对650~800nm波长的光谱具有较高的透过率，且不会发生后发荧光，而成本则大大 降低，与5片滤光片组成的组件相比，本发明的成本降低40%以上。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明的结构示意图；
[0015] 图2为本发明主膜层的微观结构示意图；
[0016] 图3为本发明次膜层微观结构示意图；
[0017] 图4为本发明实施例一中第一玻璃基片镀上主膜层后的0°入射角透过率曲线示意 图；
[0018] 图5为本发明有色玻璃片的0°入射角透过率曲线示意图；
[0019]图6为本发明实施例一中第二玻璃基片镀上次膜层后的0°入射角透过率曲线示意 图；
[0020] 图7本发明实施例一的荧光滤光片组件在0°入射角下的透过率曲线示意图；
[0021] 图8本发明实施例一的荧光滤光片组件在0°入射角下的0D(截止深度）曲线示意 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~图8所示，一种用于医学检验系统的荧光滤光片组件，包括相互 胶合在一起的第一玻璃基片1、第二玻璃基片2和有色玻璃片3,有色玻璃片3设置在第一玻 璃基片1和第二玻璃基片2之间，第一玻璃基片1的内表面设置有主膜层4,主膜层4由27个主 单元层41组成，主单元层41由平均厚度为170nm、折射率为2.41的第一高折射率膜层Ti 3〇5膜 层H1和平均厚度为95nm、折射率为1.47的第一低折射率膜层SiO膜层L1组成，第一玻璃基片 1与第一高折射率膜层Ti 3〇5膜层H1相邻，第二玻璃基片2的内表面设置有次膜层5,次膜层5 由17个次单元层51组成，次单元层51由平均厚度为48nm、折射率为2.41的第二高折射率膜 层Ti3〇5膜层H2和平均厚度为86nm、折射率为1.47的第二低折射率膜层SiO膜层L2组成，有色 玻璃片3在200~550nm波长范围内透过率为零，而在650~800nm波长范围内的透过率大于 90% 〇
[0024]将上述实施例一的荧光滤光片组件与5片胶合的滤光片成本比较，结果见表1。
[0025] 表1成本估算对比
[0026]
[0027]从表1可以看出，本发明的荧光滤光片组件对比5片滤光片胶合件成本下降42.9% [0028]上述实施例中，高折射率膜层的材料Ti305也可以由折射率在2.0~3.0之间的 Hf02、Ta205、Nb205中的一种来替代，而低折射率膜层的材料Si0 2也可以由折射率在1.3~1.8 之间的MgF2来替代，而第一高折射率膜层的平均厚度可以是153~190nm之间的任意厚度， 第一低折射率膜层的平均厚度可以是63~132nm之间的任意厚度，第二高折射率膜层的平 均厚度可以是32~53nm之间的任意厚度，第二低折射率膜层的平均厚度可以是66~116nm 之间的任意厚度。
【主权项】
1. 一种用于医学检验系统的荧光滤光片组件，其特征在于包括相互胶合在一起的第一 玻璃基片、第二玻璃基片和有色玻璃片，所述的有色玻璃片设置在所述的第一玻璃基片和 所述的第二玻璃基片之间，所述的第一玻璃基片的内表面或外表面设置有主膜层，所述的 第二玻璃基片的内表面或外表面设置有次膜层，所述的主膜层由20~30个主单元层组成， 所述的主单元层由厚度为153~190nm、折射率为2.0~3.0的第一高折射率膜层和厚度为63 ~132nm、折射率为1.3~1.8的第一低折射率膜层组成，所述的第一玻璃基片与所述的第一 高折射率膜层相邻，所述的次膜层由10~20个次单元层组成，所述的次单元层由厚度为32 ~53nm、折射率为2.0~3.0的第二高折射率膜层和厚度为66~116nm、折射率为1.3~1.8的 第二低折射率膜层组成，所述的有色玻璃片在200~550nm波长范围内透过率为零，而在650 ~800nm波长范围内的透过率大于90%。2. 如权利要求1所述的一种用于医学检验系统的荧光滤光片组件，其特征在于所述的 高折射率膜层的材料为Hf 02、Ti3〇5、Ta2〇5、Nb 2〇5中的一种，所述的低折射率膜层的材料为 MgF2 或 Si02。3. 如权利要求2所述的一种用于医学检验系统的荧光滤光片组件，其特征在于所述的 主膜层由27个主单元层组成，所述的主单元层由平均厚度为170nm、折射率为2.41的Ti 3〇5膜 层和平均厚度为95nm、折射率为1.47的SiO膜层组成。4. 如权利要求1所述的一种用于医学检验系统的荧光滤光片组件，其特征在于所述的 所述的次膜层由17个次单元层组成，所述的次单元层由平均厚度为48nm、折射率为2.41的 Ti3〇5膜层和平均厚度为86nm、折射率为1.47的SiO膜层组成。
【专利摘要】本发明公开了一种用于医学检验系统的荧光滤光片组件，包括相互胶合在一起的第一玻璃基片、第二玻璃基片和设置在两者之间的有色玻璃片，第一玻璃基片的内表面或外表面设置有主膜层，第二玻璃基片的内表面或外表面设置有次膜层，有色玻璃片在200～550nm波长范围内透过率为零，而在650～800nm波长范围内的透过率大于90％，优点在于通过设置特定的主膜层和次膜层，采用有色玻璃片来替代滤光片，能够实现对200～625nm波长的光谱深度截止，对650～800nm波长的光谱具有较高的透过率，且不会发生后发荧光，而成本则大大降低，与5片滤光片组成的组件相比，本发明的成本降低40％以上。
【IPC分类】G02B5/20
【公开号】CN105549141
【申请号】CN201610045580
【发明人】张克奇, 杨勇, 马浩斌, 邱慧, 梁文斌
【申请人】宁波永新光学股份有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月22日