一种激光强度调节装置 【技术领域】
本发明涉及激光强度调节技术，特别涉及一种采用中性密度滤光片调节激光强度的装置。
背景技术
激光以其出色的准直性和单色性以及高光强等诸多特点，在基因芯片扫描荧光检测系统中被用作激发光源。2000年12月18日提交的中国专利申请00127926.2揭示了一种共聚焦荧光探测光学系统，其由物镜、反射镜或分色片、会聚镜、针孔构成，激光束经反射镜或分色片反射后被物镜聚焦在基因芯片表面，从而激发基因芯片的荧光染料产生荧光信号，其中一部分荧光信号物镜准直成平行光，并经会聚镜聚焦在其焦平面上的针孔或光阑，被位于针孔处的光电传感器探测。
一般采用光电倍增管作为光电传感器，由于激光的光强很强，因此总是有相当一部分照射到基因芯片上的激光束会射向光电倍增管，对于光电倍增管而言，其接收的荧光信号是希望采集的信号，激光信号则是希望尽可能减少的噪声。为此，一方面，可在光电倍增管之前的光路上设置一滤光装置，其对荧光和激光具有不同的透过率，利用其对激光的低透过率来阻止激发光源的激光束进入光电倍增管；另一方面，还可根据受激荧光的强度选择适当的激光强度以获得最佳的信噪比。
为了调整入射到基因芯片上的激光强度，一般在激光器与基因芯片之间设置中性密度滤光片。中性密度滤光片是一块镀有反射率沿圆周方向由小到大或由大到小不断变化的反射薄膜的圆盘，因此通过使激光束入射到圆盘不同地角位置区域，可以改变激光束反射与透射部分之比，从而达到调整透过中性密度滤光片的激光光强的目的。
在上述利用中性密度滤光片调整光强的方法中，该滤光片在使来自激光器的光束透射至基因芯片的同时，也对从基因芯片表面返回的激光束具有很强的反射作用，这使得激光束在基因芯片表面与中性密度滤光片之间来回多次反射，从而在基因芯片表面多次激发荧光。由于中性密度滤光片与入射激光束不可能绝对垂直，所以经中性密度滤光片反射回基因芯片的激光束与入射激光束不再平行，将被聚焦至基因芯片上不同的位置，从而使得在扫描基因芯片上某一位置时，光电倍增管不仅接收到作为信号的该位置受激荧光信号，还接收到视为杂散光的其他位置受激荧光信号，此时这些杂散光或者噪声将导致整个检测系统灵敏度的降低。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种用于共轭聚焦基因芯片荧光检测系统的激光强度调节装置，它解决了因中性密度滤光片与入射激光束不垂直而导致的检测系统灵敏度降低的问题。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
一种用于共轭聚焦基因芯片荧光检测系统的激光强度调节装置，包括中性密度滤光片和可带动其转动至一定角位置的步进电机，在系统中，透射过中性密度滤光片的激光束照射至基因芯片，所产生的受激荧光信号经会聚透镜单元聚焦至位于其焦平面上的视场光阑处并由位于视场光阑后的检测器接收，其中，中性密度滤光片的表面法线与入射的激光束呈一定的夹角α，所述夹角α满足下式：
α≥2d/f
这里，d和f分别为所述视场光阑直径和会聚透镜单元的焦距。
比较好的是，在上述用于双激光共轭聚焦基因扫描仪的激光强度调节装置中，中性密度滤光片的激光强度调节范围为1～100％。
在本发明中，中性密度滤光片的法线与激光束并不平行而是偏离一个足够大的角度α，这样就可以使在基因芯片与中性密度滤光片之间多次反射的激光束及其所激发的杂散荧光偏出光学系统的视场之外，去除了这些类似噪声的杂散光的影响。
【附图说明】
通过以下结合附图对本发明的描述，可进一步理解本发明的目的、特征和优点，其中：
图1为本发明激光强度调节装置在基因芯片扫描仪中的应用示例图。
【具体实施方式】
以下借助附图描述本发明的激光强度调节装置。
在图1中，中性密度滤光片5和步进电机6构成激光强度调节装置，其中，中性密度滤光片5不同角位置区域具有不同的反射率，其变化范围在1～100％之间。中性密度滤光片5固定于步进电机6的转轴上，激光束7以固定不变的方向入射，因此当步进电机6带动中心密度滤光片5转动一定的角度时，激光束7将入射至不同的角位置区域上，从而获得相应强度的透射激光束。
如图1所示，除了激光强度调节装置以外，整个共轭聚焦基因芯片荧光检测系统还包括光电倍增管1、视场光阑2、会聚透镜单元3和光分束器4。从中心密度滤光片5透射过来的激光束7经光分束器4反射至基因芯片8上，芯片表面的染料受激发射荧光信号，其中一部分荧光透射过光分束器4，经会聚透镜单元3聚焦至焦平面上。在该会聚透镜单元3的焦平面上设置视场光阑2，位于视场光阑2后的光电倍增管1对通过光阑的荧光信号进行检测。
为了解决杂散光的问题，与常规的设计理念相反，在本发明中，不是使中性密度滤光片5与入射激光束7或主光轴尽可能地垂直，而是使入射激光束7偏离中心密度滤光片5一个较大的角度α，只要这个角度足够得的大，在基因芯片8与中心密度滤光片5之间多次反射的激光束及其所激发的杂散荧光就会偏离视场光阑而无法被光电倍增管1接收，从而将这些类似噪声的杂散光屏蔽掉。由图1可确定当夹角α满足下列关系时可以确保基因芯片8与中心密度滤光片5之间多次反射的激光束及其所激发的杂散荧光偏离视场光阑：
α≥2d/f
这里d为视场光阑直径而f为会聚透镜单元的焦距。