一种原子荧光光度计光学系统的制作方法

本实用新型涉及原子荧光检测领域，尤其涉及一种原子荧光光度计光学系统。

背景技术：

原子荧光光谱法是通过检测气态待测元素的基态原子受光源辐射而激发出的荧光的辐射强度来定量待测分析元素含量的分析方法。基于原子荧光光谱法原理的原子荧光检测设备采用待测元素的激发光源照射经原子化器产生的原子态的待测元素，激发待测元素的原子产生荧光，由光电检测器测量荧光信号、转换为电信号，进行定量检测。在适宜的激发光强度与样品浓度范围内，样品中的待测元素产生的荧光强度与激发光的强度和样品浓度成正比。当激发光强度不变，系统得到的电信号就是样品浓度的一元线性函数。通过检测已知浓度的标准品，建立样品浓度-电信号的曲线，即可检测和计算未知浓度样品中待测元素的浓度。然而，受到发光原理的影响，作为典型激发光源的空心阴极灯从被点亮到光强稳定，即光强随时间的变化在可接受的范围内，需要一定的预热时间，在该时间内光源光强随时间的变化较大。此外，一些元素的空心阴极灯即使经过预热时间，仍会缓慢变化，当检测过程跨越较长时间，如实验室中常见的一天中的上午和下午，光强的变化将显著大于“光强稳定”的范围，给检测结果带来巨大误差。

申请号CN200320100040.0的中国实用新型专利公开了一种用于扣除光源强度的漂移和脉动的原子荧光光谱仪的光学系统。依据该专利，激发光源发出的光在进入入射光传输模块之前，有一小部分作为参比光直接照射到光源检测器上，或者通过光纤(未示出)传导到光源检测器上，光源检测器检测参比光强度变化传送给信号采集处理模块，用于修正检测到的荧光信号因光源光强变化产生的改变。该系统对于实时获取激发光强度可能是有效的，然而其忽略了激发光源的发光强度分布，以及检测器的器件及附件(如支撑架、电路板等)的尺寸，或者光纤探头的尺寸。实际中通常使用的空心阴极灯在其出光面的光强分布不是均匀的，而是在光轴处最强，随着径向远离光轴而减弱。并且检测器是通过通常大于检测器体积的支撑架或电路板安装到系统中，而光纤探头的尺寸更是远大于光纤的纤芯直径。若在出光面外围布置光源检测器或光纤探头，可能无法获得足够的参比光来检出光源强度变化的能量。同时无论使小部分激发光直接照射到光源检测器上，还是通过光纤传导到光源检测器上，都将在激发光光路中拦截可观的激发光，导致照射到原子化器上方的激发光能量大幅减少。

申请号CN201220414879.0的中国实用新型专利公开了一种用于校正光源不稳定性对测量结果的影响的原子荧光光度计的光学系统。依据该专利，激发光源发出的光经入射光传输模块汇聚在原子化器中心处，激发出的荧光经过接收光传输模块到达斩光器，在与激发光源和入射光传输模块相对的原子化器的另一侧有参比光传输模块，部分激发光作为参比光通过参比传输模块到达斩光器，参比光与荧光由斩光器按时序选择进入光电检测器并由信号采集处理模块进行后续处理。该系统对于获取足够的激发光能量作为参比而不大幅减少照射到原子化器上方的激发光能量可能是有效的，然而由于其参比传输模块在光路中位于原子化器后方，对激发光能量的采集必然仅能在原子化器中没有待测物进入时，即没有荧光产生时才能进行。当有待测物进入原子化器，从而有待测元素从原子化器中心上方出口逸出并经激发光照射产生荧光时，由于荧光在空间中的传播方向是随机的，参比光传输模块中获得的能量将包含未被待测元素原子吸收的部分激发光与待测元素原子产生的部分荧光，其值并不能反映光源强度的变化，从而不能在荧光发生过程中实时修正。

因此有必要提供一种新的原子荧光光度计光学系统用于解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种原子荧光光度计光学系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种原子荧光光度计光学系统。其包括激发光源、反射透射镜、原子化器、光纤及与所述光纤连接的光电检测器，所述激发光源、所述反射透射镜及所述原子化器间隔设于同一光轴上，所述激发光源发出的光大部分经由所述反射透射镜透射往所述原子化器方向，少部分由所述反射透射镜反射成参比光投射至所述光纤方向，所述光纤接收到所述参比光再传导至所述光电检测器检测，所述激发光源投射于所述反射透射镜上的光照截面至少覆盖所述反射透射镜中心区域。

优选的，所述反射透射镜靠近所述激发光源一面的面积大于所述激发光源的光投射至该面的光照面积。

优选的，所述原子荧光光度计光学系统还包括设于所述激发光源与所述原子化器之间的入射光传输模块。

优选的，所述反射透射镜位于所述激发光源与所述入射光传输模块之间或所述入射光传输模块与所述原子化器之间。

优选的，所述反射透射镜为石英平窗片。

优选的，所述反射透射镜法线与所述激发光源发出光的光轴不为0度或者90度的整数倍角度。

优选的，所述反射透射镜形状为矩形、圆形、椭圆形、方形中的一种。

优选的，所述光纤法线与所述反射透射镜反射形成的所述参比光光轴重合，且穿过所述激发光源投射于所述反射透射镜上的光照截面中心点。

优选的，所述光纤为紫外光纤。

优选的，所述光纤的数值孔径为0.22，芯径为200μm～600μm。

与相关技术相比，本实用新型提供的原子荧光光度计光学系统，能获得足够强度的参比光，并且结构简单、容易实现，不显著增加光路尺寸，能同步获得有效的参比光信号用于实时反映并校准光源强度的变化。

附图说明

图1为本实用新型提供的原子荧光光度计光学系统实施例一的立体结构示意图；

图2为本实用新型提供的原子荧光光度计光学系统实施例二的立体结构示意图；

图3为本实用新型提供的原子荧光光度计光学系统实施例三的立体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

实施例一

请参阅图1，为本实用新型提供的原子荧光光度计光学系统实施例一的立体结构示意图。本实用新型提供了一种原子荧光光度计光学系统100，其包括激发光源10、反射透射镜30、入射光传输模块50、原子化器70、光纤90及光电检测器(未图示)。所述激发光源10、反射透射镜30、入射光传输模块50及原子化器70依次间隔设置且在同一光轴上，所述光电检测器(未图示)与所述光纤90连接。

所述激发光源10发出光投射往所述反射透射镜30。

所述反射透射镜30倾斜设于所述激发光源10与所述入射光传输模块50之间，即所述反射透射镜30法线与所述激发光源10发出光的光轴不为0度或90度的整数倍角度，具体地，所述反射透射镜30法线与所述激发光源10发出光的光轴不为0度、90度、180度，可呈60度角。甚至所述反射透射镜30法线与所述激发光源10光轴可呈30度角。总之经由反射透射镜30反射获取参比光至所述光纤90均在本实用新型保护范围内。

本实施例中所述反射透射镜30法线与所述激发光源10光轴呈45度角。

在本实施例中，所述反射透射镜30为石英平窗片。

所述反射透射镜30为矩形、圆形、椭圆形、方形中的一种。本实施例中所述反射透射镜30为矩形结构。当然，所述反射透射镜30还可以为其他不规则形状，本实用新型并不对此做限定。

所述激发光源10投射于所述反射透射镜30上的光照截面至少覆盖所述反射透射镜30中心区域。具体的，所述反射透射镜30靠近所述激发光源10一面的面积大于所述激发光源10投射于该面的光照面积，即所述反射透射镜30完全覆盖激发光源10的光束截面在所述反射透射镜30设置处的全部区域；当然，其设置方式不限于此，所述反射透射镜30可以覆盖所述激发光源10投射于所述反射透射镜30设置处的中心及任意侧向部分区域。在本实施例中，所述反射透镜30为矩形结构，且横向设置，其完全覆盖激发光源10的光束截面在所述反射透射镜30设置处的全部区域。

所述反射透射镜30将所述激发光源10发出的光大部分透射往所述入射光传输模块50方向，并将少部分所述激发光源10发出的光反射成参比光往所述光纤90方向。

所述入射光传输模块50将所述反射透射镜30投射过来的激发光源10发出的光投射往所述原子化器70正上方。所述原子化器70反应形成待测元素气柱，与位于所述原子化器70正上方的光产生荧光。

所述光纤90法线平行于由所述反射透射镜30反射形成的所述参比光光轴，并且对准所述激发光源10投射于所述反射透射镜30光照面的中心点。这样所述激发光源10投射往所述反射透射镜30的光少部分反射成所述参比光至所述光纤90，再由所述光纤90传导至所述光电检测器(未图示)检测，使得能同步获得有效的参比光信号用于实时反映并校准所述激发光源10发出的光强度的变化。

具体的，所述光纤90为紫外光纤，所述光纤90数值孔径为0.22、芯径为300μm。

本实施例中所述紫外光纤数值孔径为0.22。当然，其设置方式不限于此，所述紫外光纤数值孔径可大于0.22。

本实施例有益效果在于：所述反射透射镜30采用石英平窗片作为获得参比光的结构简单容易实现，且不显著增加所述激发光源10发出光光路尺寸；采用所述光纤90收集参比光结构简单省去了采用诸如透镜等集光元件的繁琐；所述激发光源10投射与所述反射透射镜30的光照区域位于所述反射透射镜30的中心区域，使得所述反射透射镜30能反射强度足够的参比光；所述反射透射镜30设于所述激发光源10及所述入射光传输模块50之间，所述光纤90与所述反射透射镜30对应间隔设置，使得在获得参比光同时能不混淆荧光，并且在荧光产生时能同步获得有效的参比光用于实时反映并校准光源强度的变化。

实施例二

请参阅图2，图2为本实用新型另一种实施方式立体结构示意图。

本实用新型提供了一种原子荧光光度计光学系统200，与实施例一中结构基本相同，不同点在于本实施例中反射透射镜31设于入射光传输模块51及原子化器71之间，紫外光纤91与所述反射透射镜31对应间隔设置，所述紫外光纤91数值孔径为0.22，芯径为200μm。

具体的，激发光源11发出的光先经由所述入射光传输模块51再投射往所述反射透射镜31，所述反射透射镜31将所述入射光传输模块51投射过来的所述激发光源10发出的光投射往所述原子化器71方向，并将部分反射往所述紫外光纤91，再由所述紫外光纤91传导至光电检测器(未图示)检测。以此完成实时反映并校准所述激发光源10发出的光强度的变化。

实时例三

请参阅图3，图3为本实用新型另一种实施方式立体结构示意图。

本实用新型提供了一种原子荧光光度计光学系统300，与实施例一中结构基本相同，不同点在于本实施例中反射透射镜32长边垂直于水平面，平行于铅锤方向，即反射透射镜32为竖向设置。激发光源12投射往所述反射透射镜32上的截面在所述反射透射镜32中心区域以及沿铅锤方向的两侧，紫外光纤92数值孔径为0.22、芯径为600μm。具体的，激发光源12发出的光经由所述反射透射镜32投射往入射光传输模块52，所述反射透射镜32透射所述激发光源12发出的光往所述原子化器72方向，并反射部分激发光源12发出的光往所述紫外光纤92，再由所述紫外光纤92传导至光电检测器(未图示)检测，以此完成实时反映并校准所述激发光源12发出的光强度的变化。

与相关技术相比，本实用新型提供的原子荧光光度计光学系统，能获得足够强度的参比光，并且结构简单、容易实现，不显著增加光路尺寸，能同步获得有效的参比光信号用于实时反映并校准光源强度的变化。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。