光學系統的創新設計——對短波單色光像面漂移的補償

當進行基于窄帶濾光片的光學系統設計計算時，每1個特定波長的單色光都必須計算。設計計算表明，特定波長單色光通過光學系統后，高斯像面會發生漂移。因為從630 nm(紅光)到405 nm(紫光)和340 nm(紫外光)由于凡變短，其共軛距也逐漸變短，為了兼容整個寬光譜區域像面，只好選擇一個中間波長的像面使探測器光敏面與其重合，這是目前售品機采用的基本格局。深入研究表明，因為紫光與紫外光的信號很微弱，通常靠電子電路放大，很顯然“噪聲”也放大，這是不得己而為之的辦法。要提高紫光和紫外信號強度，傳統方法是采用高透過率的材料，筆者實踐表明單靠傳統方法還不行，通過探索我們創新地“雙管齊下”，在材料上下功夫的同時，還增加了像面漂移補償措施，取得良好的效果。

對于生化分析儀單色光傳輸信號強弱的評價我們借助于光學傳遞函數，因為光學傳遞函數的大小與光能傳遞的強弱是息息相關的。圖2為630 nm、545 nm、510 nm、492 nm、405 nm和340 nm等6種單色光在以578 nm單色光高斯像面為基準前提下的MTF，值。很顯然，其他色光均可達到設計要求，而405 nm和340 nm在小于等于10lp/mm時MTF值為0，標志著這兩種單色光在光學系統傳輸后信號很弱。為此我們創新地在濾光片上膠合一個平凸透鏡，則顯著地改善了MTF340…圖3為增加了像面補償措施后的光學結構參數表及其MTF值。通過檢測探測器光電流時發現增加像面補償措施后，單色光信號大為增強，證實此舉的有效性。

MTF值。通過檢測探測器光電流時發現增加像面補償措施后，單色光信號大為增強，證實此舉的有效性。