基于罗兰光栅的双透镜结构的生化及特定蛋白分析仪的光检测模块的制作方法

本实用新型涉及用于特定蛋白分析仪及生化分析仪光学检测的凹面光栅光谱成像系统，尤其是一种以罗兰光栅为基底的可用双透镜结构实现光谱平面化的光检测模块。

背景技术：

生化分析仪(biochemicalanalyzer)及特定蛋白分析仪(specificproteinanalyzer)是通过分光法及光谱分析法检测抗原抗体反应，用光电信号来反应血清、血浆和尿液中的特定蛋白、酶、代谢物的生化指标，辅助医生进行体外诊(invitrodiagnosis，ivd)的仪器。可检测谷丙转氨酶(alt)、c-反应蛋白(crp)、血清总蛋白(tp)、尿素氮(bun)、肌酐(cre)等多种项目的浓度，将检测结果与的参考值进行对比，从而判定人体肌体组织是否发生病变。

现有仪器多采用以平场凹面光栅或罗兰光栅为代表的凹面光栅作为分光器件。凹面光栅具有色散和衍射功能可将复色光分解为连续光谱，光电器件可通过读取光谱强度转化为电信号来反应样本浓度。

罗兰光栅成像光谱为球面结构不易检测；平场凹面光栅的衍射约束条件繁琐，需要求解不同像差项的非线性方程组以此消除具体像差与补偿像面且工艺复杂；而常用的czerny-turner型凹面光栅结构复杂、不易小型化、光强与通量衰减明显。

技术实现要素：

本实用新型的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种基于罗兰光栅的双透镜结构的生化及特定蛋白分析仪的光检测模块，以罗兰光栅为基底，运用双透镜结构可将罗兰光栅原本呈现的球面光谱衍射并汇聚到平面场，波长分辨率高、光谱范围广、结构简单、方便读取、易于应用。本实用新型采用的技术方案是：

一种基于罗兰光栅的双透镜结构的生化及特定蛋白分析仪的光检测模块，包括：

光源、聚焦透镜、比色皿前表面、比色皿后表面、汇聚透镜、狭缝结构、罗兰光栅、前透镜、后透镜、光电探测器；

所述光源、聚焦透镜、比色皿前表面、比色皿后表面、汇聚透镜、狭缝结构、罗兰光栅沿光源发出光线的光路从前向后依次设置；

所述光源中心、聚焦透镜中心、比色皿前表面中心、比色皿后表面中心、汇聚透镜中心、狭缝结构中心和罗兰光栅中心均依次穿过同一中心线；

所述前透镜、后透镜、光电探测器设置在罗兰光栅前方的侧下方，沿罗兰光栅衍射后光线的光路依次设置。

进一步地，光源嵌套在一个光源椭球反射镜面内，光源椭球反射镜面用于将光源发出的光线汇聚。

进一步地，聚焦透镜安装在聚焦透镜固定支架上，聚焦透镜固定支架安装在聚焦透镜调距导轨上。

进一步地，比色皿前表面、比色皿后表面分别位于比色皿的前后表面，比色皿设置在比色皿座中，比色皿座安装在比色皿座调节导轨上；比色皿座前侧和后侧分别设有前通光孔槽和后通光孔槽。

进一步地，汇聚透镜安装在螺纹调距结构前端，螺纹调距结构内部中空供光线通过；狭缝结构设置在螺纹调距结构后侧。

进一步地，狭缝结构的宽度可调。

进一步地，前透镜、后透镜均为凸透镜，两者成一定角度，例如10～15度角度。

进一步地，狭缝结构、罗兰光栅、前透镜、后透镜及光电探测器均固定在封闭外壳中。

进一步地，罗兰光栅安装在罗兰光栅旋转圆台上。

本实用新型的优点在于：本实用新型将罗兰光栅原本呈现的球面化连续光谱过渡到平面场，方便了光电探测器的直接读取；光谱分辨率达最高可达0.5nm，整体分辨率优于1.7nm。本实用新型结构简单、光路简洁、光谱范围广、方便调节、可小型化、实用性强。

附图说明

图1为本实用新型的整体光路原理图。

图2为本实用新型的整体机械图。

图3为本实用新型的包含外壳的整体机械图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型提出的一种基于罗兰光栅的双透镜结构的生化及特定蛋白分析仪的光检测模块（以下简称光检测模块），如图1所示，包括：

光源1、聚焦透镜2、比色皿前表面3、比色皿后表面4、汇聚透镜5、狭缝结构6、罗兰光栅7、前透镜8、后透镜9、光电探测器10；

所述光源1、聚焦透镜2、比色皿前表面3、比色皿后表面4、汇聚透镜5、狭缝结构6、罗兰光栅7沿光源发出光线的光路从前向后依次设置；

所述光源1中心、聚焦透镜2中心、比色皿前表面3中心、比色皿后表面4中心、汇聚透镜5中心、狭缝结构6中心和罗兰光栅7中心均依次穿过同一中心线；

所述前透镜8、后透镜9、光电探测器10设置在罗兰光栅7前方的侧下方，沿罗兰光栅7衍射后光线的光路依次设置。

如图2、图3所示，

光源1可嵌套在一个光源椭球反射镜面11内，光源椭球反射镜面11可将光源1发出的光线汇聚，减少射向聚焦透镜2的光线能量损失；

聚焦透镜2安装在聚焦透镜固定支架21上，聚焦透镜固定支架21安装在聚焦透镜调距导轨22上；聚焦透镜2可前后向进行位置调节，可用来调节聚焦光线；

比色皿前表面3、比色皿后表面4分别位于比色皿3a的前后表面，比色皿3a设置在比色皿座31中，比色皿座31安装在比色皿座调节导轨32上，实现比色皿3a的前后向位置调节；比色皿座31前侧和后侧分别设有前通光孔槽33和后通光孔槽34；

汇聚透镜5安装在螺纹调距结构51前端，螺纹调距结构51内部中空供光线通过；汇聚透镜5安装在螺纹调距结构51上以便调节聚光点位置；

狭缝结构6设置在螺纹调距结构51后侧，狭缝结构6的宽度可调，用于调节光线照射在所述罗兰光栅上的宽度，从而调节成像效果；

聚焦透镜调距导轨22、比色皿座调距导轨32、螺纹调距结构51分别用来调节聚焦透镜2、比色皿座31、汇聚透镜5的前后位置，从而调节光谱成像效果；

前透镜8、后透镜9均为凸透镜，例如可以为双凸、平凸和凹凸等形式；两者成一定角度，例如10～15度，将被所述罗兰光栅衍射后的原本的连续球面光谱过渡到平面；

狭缝结构6、罗兰光栅7、前透镜8、后透镜9及光电探测器10均固定在封闭外壳中；

罗兰光栅7安装在罗兰光栅旋转圆台71上，罗兰光栅旋转圆台71可顺时针或逆时针旋转来控制成像光谱位置和效果；

光源1发出光线，光源椭球反射镜面11可将光源1的光线汇聚成直径较小的光束通过聚焦透镜2；接着，光束可通过比色皿座31的前通光孔槽33进入比色皿前表面3，而后通过比色皿3a内部，比色皿内部液体或空气具有颜色或浊度，光束经过比色皿3a内部时发生光强的衰减，衰减光接着通过比色皿后表面4从比色皿座后通光孔槽34射出；光束再经所述汇聚透镜5，穿过螺纹调距结构51，达到狭缝结构6处，继续照射到罗兰光栅7，被罗兰光栅7衍射后的光线经过前透镜8，后透镜9的折射，原本呈现的球面光谱被过渡至平面场光谱，被光电探测器10读取；

光电探测器10为非等间距光电二极管，可直接读取所述光谱带的固定波长的单色光；在所述光电探测器10表面可添加固定波长的滤光片以提高精度。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。