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基于LED光源的特定蛋白分析仪的光电系统研究

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基于LED光源的特定蛋白分析仪的光电系统研究

作者：李俊纬江南大学

学位级别：硕士

近年来,随着IVD(体外诊断)技术的迅猛发展,特定蛋白、酶以及小分子等物质在人体内含量的检测已经成为判定肌体组织健康状况的重要手段,而用来检测上述物质浓度的特定蛋白分析仪的研究较为滞后,且目前的研究大多集中在仪器的自动化与智... 详细信息

近年来,随着IVD(体外诊断)技术的迅猛发展,特定蛋白、酶以及小分子等物质在人体内含量的检测已经成为判定肌体组织健康状况的重要手段,而用来检测上述物质浓度的特定蛋白分析仪的研究较为滞后,且目前的研究大多集中在仪器的自动化与智能化领域,对仪器的核心检测模块(光电系统)研究较少,而光电系统的性能指标直接影响着仪器的检测精度与临床诊断结果。此外,分析仪常用的以卤素灯为代表的光源功耗大、寿命短、光衰减明显且温度过高,严重影响检测过程中上述物质的活性,从而影响检测结果并容易造成光能量损失。为了解决以上问题,本文基于LED发射光谱,提出了新型组合式LED光源结构。该结构将不同发光波段的LED发出的且经过反光罩和凸透镜的光线汇聚形成覆盖34000 nm仪器工作波段的且光强集中的点斑。基于全息凹面光栅的基本原理,提出了以罗兰光栅为基底,摆脱复杂的光谱平场化算法,采用双透镜结构作为转换模块,将罗兰光栅本应呈现出的球面光谱过渡到平面场,可被光电传感器直接读取的新型光学结构并设计了组合式像差矫正透镜。根据光线追迹原理,利用TracePro对光源结构进行了仿真和优化。结果表明,LED发射出的光线能够汇聚形成理想的点斑;光斑中心的竖直方向与水平方向辐照度值一致;光强主要集中在光斑中心点处,半径仅为1.0 mm。使用ZEMAX对光学结构进行了模拟和优化。结果表明,光学结构的光谱平场化效果明显;单色光分辨率达到0.3.7 nm,能够覆盖34000 nm的光谱范围,能量较为集中,接近光谱仪标准。另外,利用EDA软件对电路原理图进行了设计,并结合电路图简要介绍了Keil MDK5环境下的软件系统。结合整机结构,对光电系统进行了实验与分析,且实验测试结果与仿真结果基本一致。根据行业标准,对仪器进行了性能测试。测试结果显示,基于本课题所设计的光电系统的特定蛋白分析仪的杂散光、吸光度线性范围、吸光度准确度、吸光度稳定性、吸光度重复性等各项指标均达到行业标准,且其中多项指标优于同类仪器,具有广泛的应用前景。

关键词：特定蛋白分析仪光源光谱学全息凹面光栅仪器性能

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一种新型在线紫外水质分析仪的研制

一种新型在线紫外水质分析仪的研制

作者：傅潇然天津大学

学位级别：硕士

随着科学技术的发展,世界各国在环境保护与监测工作中普遍把对水质的监测放在非常重要的位置。可对水体实现现场实时监测的新型水质分析仪的研发,正逐步成为国内外科研工作者们工作的重点。本课题研制了一种新型快速在线紫外水质分析仪... 详细信息

随着科学技术的发展,世界各国在环境保护与监测工作中普遍把对水质的监测放在非常重要的位置。可对水体实现现场实时监测的新型水质分析仪的研发,正逐步成为国内外科研工作者们工作的重点。本课题研制了一种新型快速在线紫外水质分析仪。该仪器是一种以紫外分光光度法为原理、可实现实时监测的快速在线水质分析仪,测定水样时只需将其浸入水体中,仪器自动完成指定波长的光谱分析工作。系统测定的光谱可在200nm-650nm范围内任意设置,而且无需任何试剂,不会造成二次污染。本仪器主要特点是棒状结构、体积小;检测探头具有开放流通池,可随意置于水或溶液中,实现在线现场检测分析;主机与检测头分离,由电缆线连接。本课题研究内容主要包括以下几个方面:1、根据紫外分析法的光谱分析原理、当代分析仪器的发展方向,吸取国内外现有水质在线分析仪的优点,并结合本仪器的工作条件和使用要求,提出该在线水质紫外分析仪的整体设计方案。2、根据该仪器整体设计思路,研发出具有创新性的独特的棒状探头结构设计(该设计已申请国家专利)。3、选取全息凹面光栅作为本仪器的色散元件,并设计出与之相匹配的光机系统。4、设计了该仪器的部分硬件电路,并完成了部分软件编程。5、设计并完成了仪器各项性能实验。通过对实验数据的分析,讨论了仪器的某些相关性能、为今后更新性能的水质在线分析仪的研制开发积累经验和实验数据。

关键词：棒状结构全息凹面光栅色散系统水质分析仪

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信息光学全息术与器件

中国光学(中英文) 2006年第1期 51-53页

O438.12006010384激光全息技术的应用及发展趋势的研究=Research on theapplication and development trend of laser holography[刊,中]/李冠成(淮海工学院.江苏,连云港(222005)),于艳春…∥光学技术.—2005,31(5).—769-772,775举例介绍了激光全息技术在几个学科和产业领域的应用现状,分析了几个应用实例中的突出优点和存在的问题,讨论了几个学科领域激光全息技术的发展趋势。结论表明,随着激光全息技术不断与其它学科技术,尤其是其它学科最新技术的交叉和综合运用,激光全息技术的应用前景是很大的。参14

关键词：全息术相位信息光学全息光栅全息光学元件体全息存储激光全息技术全息记录衍射效率再现像折射率调制度全息凹面光栅器件

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小型激光拉曼光谱仪

光电子·激光 1984年第2期 48-51页

作者：杜亚彬顾华俭禅跃新常州第二电子仪器厂苏州大学激光研究室

在拉曼散射实验中,用He—Ne激光器作光源具有体积小、耗电省等优点。但是也带来了散射光更加微弱而难于探测等严重问题。我室研制的、消象散的、Ⅵ型全息凹面光栅单色仪具有较高的杂散光抑制能力(I;/I;)≥10;),再配上自制的光子计数器... 详细信息

在拉曼散射实验中,用He—Ne激光器作光源具有体积小、耗电省等优点。但是也带来了散射光更加微弱而难于探测等严重问题。我室研制的、消象散的、Ⅵ型全息凹面光栅单色仪具有较高的杂散光抑制能力(I;/I;)≥10;),再配上自制的光子计数器就可用小功率的He—Ne激光器（P≥10mw）做光源。整个仪器体积小,灵敏度高、结构简单、原理清晰、造价低、操作方便、结构呈组合式。除能满足高校近代物理实验外,还可用于液体和固体样品的拉曼谱分析。

关键词：单色仪电子数字控制器轻子全息凹面光栅杂散光光子计数器光激射器电子器件激光器

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全息术、器件与应用

中国光学 1998年第1期12卷 52-55页

TB851.7 98010351反射式双峰值全息滤光片的研制=Study of reflectivehologram filter with bi-peak[刊,中]/何兴道,龚勇清,王庆,赵希圣(南昌航空工业学院.江西,南昌(330034))//光子学报.-1997,26(1).-46-51利用重铬酸盐明胶作为记录介质,采用双曝光记录工艺,试制了反射式双峰值波长的全息滤光片,这种全息滤光片双峰值衍射效率可达87,带宽小于10 nm。图5表1参7(李瑞琴)TB877 98010352模压彩虹全息片的衍射效率及其测量=Diffractionefficiency of embossed rainbow holograms andits measurement[刊,中]/哈流柱,霍桂林,王民草(北京理工大学工程光学系.北京(100081))//光学技术.-1997,(1).-28-30。

关键词：衍射效率模压彩虹全息片全息滤光片全息图光子学重铬酸盐明胶工程光学全息凹面光栅光刻胶母版三维物场

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光学薄膜参数、测试及设备

中国光学 1994年第6期8卷 27-27页

O484.5 94064019纳米厚度非透明介质薄膜的测量=Measuringand calculating the thickness of non-transparentdielectric thin film[刊,中]/缪建伟,崔明启,唐鄂生,修立松(中科院高能物理研究所.北京(100039))//光学精密工程.—1994,2(1).

关键词：介质薄膜精密工程光学薄膜中科院纳米全息凹面光栅物理研究所非透明仪器仪表厚度

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