专利名称：一种荧光增强型光纤荧光探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光纤荧光探头，具体为一种荧光增强型光纤荧光探头。
背景技术：
荧光光谱分析是直接测定物质的次级光发射，具有灵敏度高、选择性好、操作简便等优点，现已广泛应用于环境、工业、农业、医学等科学研究和生产领域。传统的荧光光谱仪器如荧光分光光度计等均为大型台式设备，测量时需要将液态样品置于样品池中才能进行分析测量，存在结构复杂、使用环境受限、不便携带及价格昂贵等不足，不能满足现场检测和实时监控的需求。近年来，由于光纤及阵列式探测器技术的发展和成熟，使得光谱检测系统形成了光源、采样单元及摄谱单元相分离的结构形式，整个系统结构更具模块化，使用更加方便灵活。光纤可代替传统的透镜、反射镜、棱镜等复杂光学系统，作为光传导通路，使光能损失减小，集光能力增强，提高信号的准确性、可靠性，进一步减小仪器体积和重量。光纤的引入还可改变采样方式，使光谱仪器脱离样品池，利用光纤测量探头将激发光引至检测位置，同时采集荧光并传回仪器，实现荧光光谱的在线实时测量。但是激发光和荧光在光纤中的耦合效率一般较低，同时存在一定的损耗，因而荧光激发效率和接收效率不高，灵敏度相对较低。
实用新型内容针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种荧光增强型光纤荧光探头的技术方案。所述的一种荧光增强型光纤荧光探头，包括入射光纤、接收光纤，入射光纤一端连接激发光源的输出端，另一端依次连接第一光纤接头、第一准直透镜；接收光纤一端连接光电探测器的输入端，另一端依次连接第二光纤接头、第二准直透镜，其特征在于所述的第一准直透镜下方设置平面反射镜，第二准直透镜下方设置样品腔，所述的平面反射镜与样品腔配合设置；所述的样品腔右侧设置第一凹面反射镜，样品腔下方设置第二凹面反射镜。所述的一种荧光增强型光纤荧光探头，其特征在于所述的光纤荧光探头采用环氧树脂封装，在光纤荧光探头外部设置不锈钢套管。所述的一种荧光增强型光纤荧光探头，其特征在于所述的第一准直透镜、第二准直透镜均采用自聚焦格林透镜。所述的一种荧光增强型光纤荧光探头，其特征在于所述的入射光纤和接收光纤至少为单根大芯径多模光纤或多根大芯径多模光纤组成的一组光纤束。本实用新型的优点在于探头采用光纤(束)传光，结构紧凑，操作灵活，实现光电探测器(光谱仪)与采样点的分离；内部光路利用准直透镜、平面反射镜实现激发光和荧光的最佳分离；内置第一凹面反射镜将透过待测样品的激发光再反射回待测样品，从而达到二次激发的目的，提高激发效率；第二凹面反射镜反射待测样品产生的背向散射荧光使其进入光电探测器，从而增强荧光信号，提高灵敏度。[0010]本实用新型还具有灵敏度高，结构紧凑、操作简便、携带便捷、价格低廉、易于加工等优点，可用于现场快速荧光检测及在线实时监控，特别适用于环境监测、工业控制、化学分析、食品品质检测、材料分析、临床检验及科学教育等领域。
图1为本实用新型的结构示意图；图中1-入射光纤，2-第一光纤接头，3-第一准直透镜，4-平面反射镜，5-样品腔，6-第一凹面反射镜，7-第二凹面反射镜，8-第二准直透镜，9-第二光纤接头，10-接收光纤，11-套管，12-激发光源，13-光电探测器，14-入射光激发光路，15-荧光探测光路， 16-环氧树脂。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型做进一步说明一种荧光增强型光纤荧光探头，包括入射光纤1、接收光纤10，入射光纤1和接收光纤10至少为单根大芯径多模光纤或多根大芯径多模光纤组成的一组光纤束，作为光传导通路，探头采用大芯径多模光纤或光纤束传导入射激发光和发射荧光，实现采样点与光电探测器(光谱仪)分离，可进行自动采样和在线检测；入射光纤1 一端连接激发光源12的输出端，另一端依次连接第一光纤接头2、第一准直透镜3，接收光纤10 —端连接光电探测器13的输入端，另一端依次连接第二光纤接头9、第二准直透镜8，第一准直透镜3、第二准直透镜8均采用自聚焦格林透镜，可以将入射的发散光束聚焦成平行光束；在第一准直透镜3下方设置平面反射镜4，平面反射镜4将入射光转折90度，使入射光激发光路14与荧光探测光路15垂直，获得激发光和荧光的最佳分离，提高信噪比，避免因激发光对光电探测器接收荧光信号产生干扰；第二准直透镜8下方设置样品腔5，所述的平面反射镜4与样品腔5配合设置，确保经平面反射镜4出来光线能照射在样品上，在样品腔5右侧设置第一凹面反射镜6，样品腔5下方设置第二凹面反射镜7，即第一凹面反射镜6固定于入射光激发光路14的端面，第二凹面反射镜7固定于荧光探测光路15的端面，实现待测样品的二次激发和背向散射荧光的收集，提高荧光激发效率和接收效率，增强荧光信号和灵敏度；光纤荧光探头采用环氧树脂16封装，在光纤荧光探头外部设置不锈钢套管11，在支撑保护玻璃镜片和光纤的同时，防止外界杂散光的影响。工作原理激发光源12的输出光通过第一入射光纤1进入探头，经第一准直透镜 3准直后由平面反射镜4转折90度传导至样品腔5，激发样品腔内的待测样品产生荧光，同时第一凹面反射镜6将透过样品的激发光再次反射实现二次激发；射向接收光纤10的荧光经第二准直透镜8准直后，耦合进入接收光纤10，背向接收光纤散射的荧光由第二凹面反射镜7反射后经第二准直透镜8准直后，耦合进入接收光纤10 ；接收光纤输出端与光电探测器13相连，荧光信号经接收光纤10传导至光电探测器13接收。本实用新型具有以下优点1.探头采用直角光路结构，借助第一准直透镜、平面反射镜将激发光准直后转折 90度，使入射光激发光路与荧光探测光路垂直，避免因激发光对光电探测器接收荧光信号产生干扰；[0018]2.分别固定在入射光激发光路端面、荧光探测光路端面的第一凹面反射镜、第一凹面反射镜，可实现待测样品的二次激发和背向散射荧光的收集，提高荧光激发效率和接收效率，增强荧光信号和灵敏度；3.探头采用大芯径多模光纤或光纤束传导入射激发光和发射荧光，实现采样点与光电探测器(光谱仪)分离，可进行自动采样和在线检测；4.外部套管采用耐化学腐蚀的不锈钢管材，并以环氧树脂封装，在支撑保护玻璃镜片和光纤的同时，防止外界杂散光的影响、本实用新型具有灵敏度高、结构紧凑、稳定性好、操作简便、携带便捷、价格低廉、 易于加工等优点，可广泛用于现场快速荧光检测。
权利要求1.一种荧光增强型光纤荧光探头，包括入射光纤、接收光纤，入射光纤一端连接激发光源的输出端，另一端依次连接第一光纤接头、第一准直透镜；接收光纤一端连接光电探测器的输入端，另一端依次连接第二光纤接头、第二准直透镜，其特征在于所述的第一准直透镜下方设置平面反射镜，第二准直透镜下方设置样品腔，所述的平面反射镜与样品腔配合设置；所述的样品腔右侧设置第一凹面反射镜，样品腔下方设置第二凹面反射镜。
2.根据权利要求1所述的一种荧光增强型光纤荧光探头，其特征在于所述的光纤荧光探头采用环氧树脂封装，在光纤荧光探头外部设置不锈钢套管。
3.根据权利要求1所述的一种荧光增强型光纤荧光探头，其特征在于所述的第一准直透镜、第二准直透镜均采用自聚焦格林透镜。
4.根据权利要求1所述的一种荧光增强型光纤荧光探头，其特征在于所述的入射光纤和接收光纤至少为单根大芯径多模光纤或多根大芯径多模光纤组成的一组光纤束。
专利摘要本实用新型涉及一种光纤荧光探头，具体为一种荧光增强型光纤荧光探头。其特征在于所述的第一准直透镜下方设置平面反射镜，第二准直透镜下方设置样品腔，所述的平面反射镜与样品腔配合设置；所述的样品腔右侧设置第一凹面反射镜，样品腔下方设置第二凹面反射镜。本实用新型的优点在于探头采用光纤(束)传光，结构紧凑，操作灵活，实现光电探测器(光谱仪)与采样点的分离；内部光路利用准直透镜、平面反射镜实现激发光和荧光的最佳分离；内置第一凹面反射镜将透过待测样品的激发光再反射回待测样品，从而达到二次激发的目的，提高激发效率；第二凹面反射镜反射待测样品产生的背向散射荧光使其进入光电探测器，从而增强荧光信号，提高灵敏度。
文档编号G01N21/64GK202230024SQ20112030883
公开日2012年5月23日 申请日期2011年8月24日 优先权日2011年8月24日
发明者李远平, 王聪, 陈华才 申请人:中国计量学院