[发明专利]基于梯度折射率透镜的微型化荧光样品检测装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于梯度折射率透镜的微型化荧光样品检测装置和方法，由LED光源发出的入射光经半球透镜形成平行光，平行光经过激发滤光片，再经二向色镜反射，反射光经梯度折射率透镜汇聚到镀膜样品表面，聚焦光斑激发样品表面发出荧光，反射荧光信号依次经过梯度折射率透镜，二向色镜和收集滤光片后，入射至聚焦透镜，平行光经聚焦透镜汇聚到CCD相机上进行成像，从而完成镀膜样品的表面检测。本发明通过将LED、半球透镜和梯度折射率透镜等元件组成的宽场成像系统高度集成，精简装置体积，实现微型化。还可以用于大型光学元件的在线实时检测，精密工业外壳内腔检测等。

技术领域

本发明涉及光学精密测量技术领域，更具体的说是涉及一种基于梯度折射率透镜的微型化荧光样品检测装置和方法。

背景技术

目前，随着现代科学技术的迅速发展，光学材料得到了广泛的应用，特别是工业、航空航天、国防、军工、信息、微电子与光电子等尖端科学方面成为一种不可缺少的重要材料。光学元件的应用日益广泛，对光学元件的表面质量提出的更高的要求，这就需要光学制造业具备超精密加工水平，尽可能保证光学元件的表面粗糙度和面型精度。

但是，普通显微系统体积较大，在一些工业领域，无法直接使用

因此，如何减小显微镜体积，提供一种基于梯度折射率透镜的微型化荧光样品检测装置和方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于梯度折射率透镜的微型化荧光样品检测装置和方法，解决了普通的显微镜体积较大问题，而且还可以降低观测成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于梯度折射率透镜的微型化荧光样品检测装置，包括：LED光源、半球透镜、激发滤光片、二向色镜、梯度折射率透镜、镀膜样品、收集滤光片、聚焦透镜和CCD相机；

所述LED光源产生的光源信号依次通过所述半球透镜、激发滤光片、二向色镜、梯度折射率透镜传输到镀膜样品表面形成照明光路；

所述镀膜样品表面的反射荧光依次通过所述梯度折射率透镜、二向色镜、收集滤光片、聚焦透镜传输到CCD相机形成检测光路；

所述激发滤光片用来对光源信号进行滤波；

所述二向色镜用来将光源信号反射至梯度折射率透镜并将镀膜样品表面的反射荧光透射至收集滤光片；

所述梯度折射率透镜用来将光源信号汇聚到镀膜样品表面，并将镀膜样品表面的反射荧光传输到二向色镜；

所述的镀膜样品为表面镀了荧光物质薄膜的样品；

所述收集滤光片用来过滤二向色镜透射的反射荧光；

所述镀膜样品、梯度折射率透镜、二向色镜、收集滤光片、聚焦透镜、CCD相机位于同一竖直方向上。

优选的，所述的LED光源(1)为波长480nm的蓝光光源，功率为50mw。

优选的，所述的LED光源(1)、半球透镜(2)、激发滤光片(3)、二向色镜(4)、梯度折射率透镜(5)、收集滤光片(7)、聚焦透镜(8)和CCD相机(9)集成在最大外形尺寸为15mm×15mm×20mm的外壳中。

优选的，所述的镀膜样品(6)表面通过蒸镀的方法镀上一层有机荧光物质形成荧光膜，所述的荧光膜厚度为0.1μm-2μm，在水或酒精、丙酮等有机溶剂中的溶解度大于10g/100g。

一种基于梯度折射率透镜的微型化荧光样品检测装置的荧光样品检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、通过蒸镀的方法在待测样品表面形成一层厚度在0.1μm-2μm之间的有机荧光膜，使待测样品成为镀膜样品；