入，形成大气样品束20，并且大气样品束20能够经过椭球面反射镜22的第一焦点，即离椭球面反射镜22的镜面较近的焦点。激光器发射的激光束垂直于大气样品束20和椭球面反射镜22的光轴，即激光束在图2中垂直纸面的方向，并且激光束能够在第一焦点处与大气样品束20相遇，从而激发大气样品产生荧光。该荧光从椭球面反射镜22的第一焦点(即凹球面反射镜21的球心)处散射。因此，根据反射定律，射向椭球面反射镜22的荧光经过反射，直接通过轴向通孔211会聚到椭球面反射镜22的第二焦点处，进而被荧光检测器23接收；射向凹球面反射镜21的荧光经过反射后，沿原路返回经第一焦点射向椭球面反射镜22后，再经过椭球面反射镜22的反射也通过轴向通孔211会聚到第二焦点处，进而被荧光检测器23接收。如上所述，本发明采用反射式荧光收集装置，相比现有的透射式荧光收集装置，适用范围更广，荧光信号收集效率更高，有利于极微弱荧光信号的收集，从而提升检测结果的准确度。
[0025]应了解地，轴向通孔211的直径应至少满足从椭球面反射镜22边缘反射的荧光能够通过轴向通孔211会聚到第二焦点处，这是本领域技术人员能够考虑到的要求，并不用于限制本发明。
[0026]根据本发明的一个或多个实施方式，激光器可选用飞秒脉冲激光器，更具体地，可以选用掺钛蓝宝石激光器，其脉冲宽度为100飞秒左右。使用飞秒超短脉冲作为激发光源，超短脉冲与大气样品作用时间极短，次生活性物质不会被激发，从而避免干扰原有的活性物质检测，从而提升检测结果的准确度。
[0027]根据本发明的一个或多个实施方式，凹球面反射镜21和椭球面反射镜22分别设置在圆柱套筒(图中未示出)的两端，用以精确保证两面反射镜同轴及镜间距。圆柱套筒开设有两对小孔，其中一对小孔供激光束穿过，另一对小孔供大气样品束穿过。
[0028]根据本发明的一个或多个实施方式，凹球面反射镜21和椭球面反射镜22均镀有宽带介电质镀膜。其中紫外波段的介电质镀膜的反射率大于90%，有利于极微弱的荧光信号的收集。并且在现有技术中，镀膜属于比较常规的技术，容易操作，并且本领域技术人员可以根据实际需要选择不同波段的镀膜。
[0029]根据本发明的一个或多个实施方式，荧光检测器23可以为光谱仪、光电倍增管或光子计数器，从而能够实现荧光光谱的采集、大气样品中活性自由基的定量分析等功能。荧光检测器23的选择及其连接方式是本领域技术人员的常规技术，在此不多赘述，并且并不用于限制本发明。
[0030]前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
【主权项】
1.一种大气活性自由基的激光诱导荧光检测系统，其特征在于，所述激光诱导荧光检测系统包括: 激光器，其发射激光束； 大气样品束； 凹球面反射镜，其镜面中心设有轴向通孔，所述轴向通孔具有位于所述凹球面反射镜的镜面的入口端和位于所述凹球面反射镜的背面的出口端； 椭球面反射镜，其镜面与所述凹球面反射镜的镜面同轴相向设置，所述椭球面反射镜具有靠近其镜面的第一焦点和远离其镜面的第二焦点，所述第一焦点与所述凹球面反射镜的球心重合，所述第二焦点位于所述轴向通孔的出口端；以及 荧光检测器，其设置在所述凹球面反射镜的背面，且位于所述轴向通孔的出口端附近; 其中，所述激光束、所述大气样品束与所述椭球面反射镜的光轴相互垂直相交于所述第一焦点。2.根据权利要求1所述的大气活性自由基的激光诱导荧光检测系统，其特征在于，所述激光器为飞秒脉冲激光器。3.根据权利要求1所述的大气活性自由基的激光诱导荧光检测系统，其特征在于，所述激光诱导荧光检测系统还包括: 圆柱套筒，所述凹球面反射镜和所述椭球面反射镜分别设置在所述圆柱套筒的两端，所述圆柱套筒开设有两对小孔，其中一对小孔供所述激光束穿过，另一对小孔供所述大气样品束穿过。4.根据权利要求1所述的大气活性自由基的激光诱导荧光检测系统，其特征在于，所述凹球面反射镜和所述椭球面反射镜为宽带介电质镀膜反射镜。5.根据权利要求1所述的大气活性自由基的激光诱导荧光检测系统，其特征在于，所述荧光检测器为光谱仪、光电倍增管或光子计数器。6.根据权利要求1所述的大气活性自由基的激光诱导荧光检测系统，其特征在于，所述激光器为掺钛蓝宝石激光器。
【专利摘要】本发明公开了一种大气活性自由基的激光诱导荧光检测系统，其包括：激光器，其发射激光束；大气样品束；凹球面反射镜，其镜面中心设有轴向通孔，轴向通孔具有位于凹球面反射镜的镜面的入口端和位于凹球面反射镜的背面的出口端；椭球面反射镜，其镜面与凹球面反射镜的镜面同轴相向设置，椭球面反射镜具有靠近其镜面的第一焦点和远离其镜面的第二焦点，第一焦点与凹球面反射镜的球心重合，第二焦点位于轴向通孔的出口端；以及荧光检测器，其设置在凹球面反射镜的背面，且位于轴向通孔的出口端附近；其中，激光束、大气样品束与椭球面反射镜的光轴相互垂直相交于第一焦点。本发明采用反射式系统，适用范围广，并能够提升荧光信号的收集效率。
【IPC分类】G01N21/64
【公开号】CN104931471
【申请号】CN201510309043
【发明人】左澎, 朱彤
【申请人】北京大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月8日