Спектрофлуориметр Советский патент 1983 года по МПК G01N21/64 G01J3/30 

Изобретение относится к спектральному приборостроению и предназначено для реги.страции спектров флуоресценции и фосфоресценции. Известны спектро.флуориметры, со.держащие кювету с исследуемым объек том, монохроматоры возбуждения и эимиссии,импульсный источник излучения, оптические системы для фокусировки возбуждающего излучения на объект и для направления люминесцен ного излучения объекта в монохроматор эмиссии, систему детектирования и лопастной модулятор, частсзта вращения которого синхронизируется со вспышками источника излучения, причем оптические- системы возбуждения и эмиссии состоят из сферически или эллиптических зеркал и коррегированы на сферическую и хроматическую аберрации Недостатками этого спектрофлуори метра являются необходимость синхро низации частоты вращения модулятора CQ вспышками источника излучения, что ведет к усложнению электронной схемы обработки сигнала и снижает точность измерения люминесцентных параметров, а также невозможность уменьшения астигматизма и комы в изображении в случае применения в обеих фокусирующих оптических системах сферических зеркал. Эти абер рации неизбежно возникают в любой децентрированной оптической системе, состоящей из сферических зеркал и в значительно большей степени уху шают качество изображения. Наиболее близким к изобретению по техническому решению является спектрофлуориметр, содержащий .источ ник излучения, монохроматоры возбуж дения и эмиссии формирующую оптику каналов возбуждения и эмиссии, держатель образца, фотоэлектрический приемник с регистрирующей системой и модулятор f2. Недостатками этого устройства являются сложность конструкции, бол шие габариты и невысокая точность измерения. Цель изобретения - упрощение кон струкции, уменьшение габаритов и по вышение точности измерений. Цель достигается тем, что в спек трофлуориметре, содержащем источник излучения, монохроматоры возбуждени и эмиссии, формирующую оптику канал возбуждения и эмиссии,держатель объек та, фотоэлектрический приемник с ре гистрирующей системой и модулятор, первые и вторые зеркала формирующей оптики каналов возбуждения и эмиссии выполнены .сферическими и имеют разные радиусы кривизны отражающих поверхностей, причем центр кривизны второго зеркала канала возбуждения совмещен с вершиной первого зеркала канала эмиссии, держатель объекта установлен с возможностью совпадения хотя бы одной точки объекта с совмещенными задними сагиттальными фокусами второго зеркала канала возбуждения и первого зеркала канала эмис|Сии,центр кривизны которого совмещен с веришной второго зеркала канала возбуждения и с центром кривизны, второго зеркала канала эмиссии, центр -кривизны первого .зеркала канала возбуждения совмещен с вершиной второго зеркала канала эмиссии, цилиндрический модулятор установлен перпендикулярно плоскости главного сечения так, что его ось проходит через совмещенные задние сагиттальные фокусы первых зеркал формирующей оптики каналов возбуждения и эмиссии, а между вторым зеркалом канала эмиссии и монохроматором эмиссии установлено плоское -зеркало. При этом плоское зеркало установлено под углом 45 к направлению подающего на него светового пучка. Кроме того, Щ1линдрический модулятор содержит корпус с четырьмя прорезями и размещенный в нем стакан р четырьмя прорезями, имеющий реверсивный привод, внутри стакана установлена поворотная рамка, и на его внутренней поверхности закреплены о.граничители поворота рамки, обеспечивающие возможность перекрывания рамкой двух диаметрально противоположных прорезей стакана при одном направлении его вращения и отк ялвании тех же прорезей при другом направлении вращения. На фиг. 1 изображена оптическая схема предлагаемого спектрофлуориметра, на фиг. 2 - цилиндрический модулятор, разрез/ на фиг. З-б - положение корпуса, стакана и рамки модулятора Относительно друг друга в разных стадиях, когда модулятор пропускает оба световых пучка со сдвигом по фазе; на фиг. 7-10 то же, когда пропускание синфазно. Спектрофлуориметр (фиг. 1) содержит источник 1 излучения, монохро- : матор 2 возбуждения, одинаковые первое 3 и второе 4 сферические зеркала формирующей оптики канала возбуждения, центры кривизны С и Сд. ко торых совмещены соответственно с вершинами 5 и 6 таких же сферических второго 7 и первого 8 зеркал формирующей оптики канала эмиссии, центры С и С g кривизны которых совмещены с вершиной 9 зеркала 4, держатель 10 объекта 11, например кюветы с раствором, у которой хотя бы одна точка совпадает,с совмещенным в точке 12 задними F и Fl сагиттальными фокусами соответственно второго зеркала 4 канала возбуждения и первого зеркала 8 канала эмиссии, монохроматор 13 эмиссии, фотоэлектрический приемник 14 излучения с регистрирующей системой 15/ цилиндри ческий модулятор 16, установленный перпендикулярно плоскости главного сечения так, что его ось проходит через совмещенные в точке 17 задние сагиттальные фокусы Р , и F зеркал 3 и 8 каналов возбуждения и эмиссии соответственно, и плоское зеркало 18., установленное между вторым зеркалом 7 канала эмиссии и мбнохроматором 13 эмиссии. Плоское зеркало 18 установлено под углом 45 к направлению падающего на него светового пучка. Цилиндрический модулятор содержит корпус 19 с четырьмя ди/и«1етрально противоположными прорезями 20, крышку 21 с подшипником 22 для оси 23 стакана 24. В корпусе 19 установлен подшипник 25 для второй оси 26 того же стакана 24. В стакане 24 выполнен прорези 27 и установлены подпятники 28 под рамку 29. В один из торцов стакана 24, например, в верхний, вви чены ограничители 30 рамки 29. К одной из осей, например, к нижней, при соединен привод 31 реверсивного 9лек тродвигателя.. Спектрофлуориметр работает следую щим образом. Свет от источника 1, пройдя монохроматор 2 возбуждения, зеркалами 3 и 4 формирующей оптики канала возбуж дения направляется на исследуемый Объект 11. Люминесцентное излучение объекта 11 зеркалами 8 и 7 формирующей оптики канала эмиссии и плоским зеркалом 18 .направляется в монохроматор 13 эмиссии и далее регистрируется фотоэлектрическим приемником 14 излучения. Каждая из формирующих оптических систем строит через первое по ходу пучка зеркало (зеркало 3 канала возбуждения и зеркало 8 канала эмиссии промежуточное действительное изображение в виде линии, которая пересекает плоскость главного сечения в точке 17, и наличие которой обусловлено астигматизмом указанных зеркал 3 и 8. Зеркала 4 и 7 компенсируют астигматизм зеркал 3 и 8 соответствеино. Цилиндрический модулятор 16, ось вращения которого также проходит через точку 17, производит модуляцию световых потоков канаЗГов возбуждения и эмиссии.ч . Установка плоского зеркала 18 од углом 45 к направлению падающего на него светового пучка и освё- еиие центра кривизны Cj зеркала i с вершиной 5 зерксша 7 обеспечивают олучение наиболее оптимальной с точки зрения габаритов оптической схемы спектрофлуориметра, Предлагаемое техническое радение позволяет приблизительно в 2 раза уменьшить габари-пл спектрофлуоримета, обеспечивает возможность преобразования спектрофлуориметра в спектроосфориметр и коррекцию астигматизма в обоих каналах и комы в канале эмиссии .

2

ZJ

2f

Ш5

ue.6

29

J

Art.5

«.w.