[发明专利]基于LED或LD的高功率多波长光源转换装置及其控制方法

说明书

基于LED或LD的高功率多波长光源转换装置及其控制方法，采用多波长LED或LD光源，特征是在旋转平台上固定有光源支架，光源安装卡槽中安装有LED或LD，每个光源安装卡槽中安装的LED或LD的波长不同，所有的LED或LD共同构成多波长LED或LD光源；LED或LD的阴极与光源控制芯片连接；LED或LD的阳极与光源控制系统连接；光源控制系统包括：电流控制开关，光源发光选择开关、光源脉冲触发端口和旋转平台的驱动控制电路；在LED或LD的光束出射口上设有光源的耦合准直系统。本发明能够实现高功率光源的多波长选择和入射方向定位，适合应用于光学照明及光探测激发光源等领域；控制方法简单可行，容易操作。

技术领域

本发明涉及LED或LD光源的多波长转换照明探测和光学成像领域，主要通过高功率单色性光源的多波长结构设计方便的实现不同波长LED或LD光源的发光照明及光源的精确指向，实现光源兼顾高单色性和高功率，并且波长可变的基本要求，该结构主要应用在遗传学和微弱信号检测领域（荧光检测和拉曼检测）。本发明还涉及这种装置的控制方法。

背景技术

近年来，LED或LD等高单色性的光源已经广泛应用于科研和生产的各个方面，如荧光光谱测量、荧光显微镜、遗传学照明探测等，其中激发光源作为检测设备中的关键核心，直接影响着各种检测手段的测试精度和应用范围。传统的激发光源或照明设备，如高压汞灯和氙灯，存在着寿命短、体积大、成本高等缺点，同时，这些设备在提供仪器的高单色性能光源时需要用到滤波片或者单色仪，单色光源的功率小，能量少，难以满足高精度探测设备的基本需求。

相比于传统的发光光源，LED或LD光源电光转化效率高、单色性能好，绿色环保，寿命长，光束稳定，由于这些特点，LED及LD光源可以方便的进行光束整形、波长组合及集成开发等，使LED及LD光源实际应用起来方便快捷，目前已应用在诸多领域中，如机器视觉、显微照明、紫外固化及光化学领域。虽然LED或LD光源具有极好的单色性，但LED或LD光源系统难以实现多个波长的光源输出，市场上存在的LED多通道光源，较多的也只是4个LED光源，同时LED或LD光源出射光功率损失较大，通过光源驱动控制各自的LED，不能实现不同波长LED在特定方向上发光，因此难以满足科研检测中需要的单色性好且多波长激发的仪器使用。

发明内容

为实现LED或LD光源在不同环境下的应用，本发明的目的是提供一种基于LED或LD的高功率多波长光源转换装置，该装置能够实现高功率光源的多波长选择和入射方向定位，能够应用于光学照明及光探测激发光源等领域。本发明通过多个不同波长的高单色性能的LED或LD高效地组合起来，实现特定的指向输出，在与驱动电源和控制程序连接后，该光源结构可以实现不同波长光源的选择发光、指向定位和发光状态调节，可应用于包括光遗传学、荧光探测和其它生物光子学等广泛领域。本发明还提供这种装置的控制方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于LED或LD的高功率多波长光源转换装置，采用多种波长LED或LD光源，其特征在于，在旋转平台上固定有光源支架，该光源支架的光源安装卡槽中安装有所述的LED或LD，每个光源安装卡槽（也称为：光源安装孔）中安装的LED或LD的波长不同，所有的LED或LD共同构成多波长LED或LD光源；所有的LED或LD的阴极与光源控制芯片连接；所有的LED或LD的阳极与光源控制系统连接；该光源控制系统包括：电流控制开关，光源发光选择开关、光源脉冲触发端口和旋转平台的驱动控制电路；在LED或LD的光束出射口上设有光源的耦合准直系统。

本发明有以下优化方案：

所述的光源支架主要用于固定发光LED或LD光源，光源支架为圆形或正方形或多边形形状，其周围光源安装卡槽（光源安装孔）的数量决定LED或LD可安装的波长个数，支架的孔越多，光源个数越多，该光源结构可选择的波长数越多。