[发明专利]一种基于衍射光学整形器件的流式细胞仪光束形成系统

说明书

技术领域

本发明属于衍射光学技术领域，尤其涉及一种基于衍射光学整形器件的流式细胞仪光束形成系统。

背景技术

流式细胞仪是对处在快速、流动状态中的单细胞或生物颗粒进行多参数快速定量分析，同时对特定群体加以分选的现代细胞分析仪器。其工作原理是：激光光源经过聚焦整形后，垂直照射在细胞液流上，激发荧光染料产生荧光或者细胞散射光，这些光信号被探测器接收后转换为电信号，经过一系列的信号处理，从而实现细胞特征检测或者是分流。

在传统的流式细胞仪光束形成系统中，激光器发出的光经过两个正交的柱面镜整形为一个高斯分布的椭圆形光斑，如图1所示，其长轴与细胞液流垂直。为在细胞流上形成较为均匀的照明光斑，只允许椭圆光斑的中间部分照射在细胞液流上，所以流式细胞仪的光能利用率低，并且高斯光斑旁瓣作为背景光，影响了流式细胞仪的测量精度。

发明内容

为了能将入射光斑整形成均匀分布的照明光斑，从而能有效地提高流式细胞仪系统能量利用率和测量分析精度，本发明提出了一种基于衍射光学整形器件的流式细胞仪光束形成系统，包括：n个激光光源、n个衍射光学整形器件、n-1个分光镜、1个透镜，n为大于等于2的正整数，i＝2,4…,n；

其中，第1个激光光源发出的光经过第1个衍射光学整形器件后发出的第1路光与第2个激光光源发出的光经过第2个衍射光学整形器件后在第1个分光镜处合成第2路光后发出，第i个激光光源发出的光经过第i个衍射光学整形器件后在第i-1个分光镜处与第i-1路光合成为第i路光后发出，第n路光发出后经过透镜形成光斑照射在流式细胞仪的细胞液流上。

所述n个激光光源当中的第i个激光光源与所述n个衍射光学整形器件当中的第i个衍射光学整形器件之间加装有m_i个分光镜以及m_i个激光光源，第i个激光光源发出的光依次经过m_i个分光镜后到达第i个衍射光学整形器件，并且在经过这m_i个分光镜当中的第j_i个分光镜时与这m_i个激光光源当中的第j_i个激光光源所发出的光合成之后再发向下一个分光镜或第i个衍射光学整形器件，其中，j_i＝1,2,…,m_i，m_i为自然数，且不同的i对应相同或不同的m_i数值。

一种基于衍射光学整形器件的流式细胞仪光束形成系统，包括：n个激光光源、1个衍射光学整形器件、n-1个分光镜、1个透镜，n为大于等于2的正整数，i＝2,3,…,n；

其中，第1个激光光源发出的第1路光在第1个分光镜处与第2个激光光源发出的光合成为第2路光后发出，第i个激光光源发出的光在第i-1个分光镜处与第i-1路光合成为第i路光后发出，第n路光发出后依次经过衍射光学整形器件、透镜形成光斑照射在流式细胞仪的细胞液流上。

所述第1个激光光源发出的光在经过第1个分光镜或第1个衍射光学整形器件之前先经过1个反射镜。

所述衍射光学整形器件与不同波长光源的一一对应，或一个衍射光学整形器件能满足对不同波长光源整形后得到符合几何形状、尺寸和强度分布的照明光斑的要求。

所述衍射光学整形器件加工在同一块基板的不同位置。

所述衍射光学整形器件能与透镜或透镜组联用；或只使用衍射光学器件实现整形光斑。

所述衍射光学整形器件与闪耀光栅结合使用；或将衍射光学器件加工在有一倾斜角的基板上，从而达到减小加工误差对整形结果影响的目的。

所述衍射光学整形器件加工在平面基板或者透镜表面。

所述衍射光学整形器件是透射式或反射式。

所述衍射光学整形器件的材料是光学玻璃或光学晶体或光学塑料，或者是抛光或镀高反射率膜的光学玻璃或光学晶体或光学塑料。

所述衍射光学整形器件是二元光学器件或全息光学器件或微纳光学器件或空间光调制器，以及包括其他能实现光场相位调制和/或振幅调制的各类器件。

本发明的有益效果在于：将衍射光学器件应用于流式细胞仪的光束形成系统中，而形成强度均匀分布的照明光斑，提高了流式细胞仪系统能量利用率和测量分析精度。

附图说明

图1为使用两个正交柱面镜得到的整形光斑强度分布的截面图。

图2为本发明提出的流式细胞仪光束形成系统的方案一示意图。

图3为本发明提出的流式细胞仪光束形成系统的方案二示意图。