CN109660300A - 荧光收发器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种荧光收发器，包括基底、激光器、探测器、信息处理装置和分支传光装置。激光器、探测器、信息处理装置和分支传光装置均设置于基底，集成度较高，使得荧光收发器体积较小。激光器用于发出激励光，探测器用于采集光反馈信息。信息处理装置与探测器耦合连接，用于分析处理光反馈信息，以及控制激光器运作。分支传光装置同时与激光器和探测器耦合连接。且本申请提供的分支传光装置同时与激光器和探测器耦合连接，能有效传输所述激励光和及时传输所述反馈信息。因此，本申请提供的所述荧光收发器可以解决传统方案中荧光激励和探测系统存在的光路可靠性低，且应用不便的问题。

Description

荧光收发器

技术领域

本申请涉及光探测领域，特别是涉及一种荧光收发器。

背景技术

荧光，是指一种光致发光的冷发光现象。当某种常温物质经某种波长的入射光照射，吸收光能后进入激发态，并且立即退激发并发出比入射光的的波长长的出射光。很多荧光物质一旦停止入射光，发光现象也随之立即消失。具有这种性质的出射光就被称之为荧光。荧光是发光材料的本征属性，激励发荧光和荧光探测是光学探测领域的重要技术之一。

目前，荧光激励和探测光路大都采用分立光路实现，不但体积难以减小，而且装调复杂，成本高。在现场工作条件下，分立光路很难保证高稳定，而且光路可靠性低。因此，基于分光立路的荧光激励和探测系统很难在现场环境下长期工作，而且系统体积大，不适合便携仪表系统应用。

因此，传统方案中荧光激励和探测系统存在光路可靠性低，且应用不便的问题。

发明内容

基于此，有必要针对传统方案的问题，提供一种荧光收发器。

一种荧光收发器，包括：

基底；

激光器，设置于所述基底，用于发出激励光；

探测器，设置于所述基底，用于采集光反馈信息；

信息处理装置，设置于所述基底，且与所述探测器耦合连接，用于分析处理所述光反馈信息，以及控制所述激光器运作；

分支传光装置，设置于所述基底，同时与所述激光器和所述探测器耦合连接。

本申请提供一种荧光收发器，包括基底、激光器、探测器、信息处理装置和分支传光装置。所述激光器、所述探测器、所述信息处理装置和所述分支传光装置均设置于所述基底，集成度较高，使得荧光收发器体积较小。且所述激光器、所述探测器、所述信息处理装置和所述分支传光装置之间均耦合连接，因此便于安装和携带。除此之外，本申请提供的所述分支传光装置同时与所述激光器和所述探测器耦合连接，能有效传输所述激励光和及时传输所述反馈信息。除此之外，所述分支传光装置的体积可以根据实际需要选择，因此不会使所述荧光收发器的体积变大。本申请提供的所述荧光收发器可以解决传统方案中荧光激励和探测系统存在的光路可靠性低，且应用不便的问题。

其中一项实施例中，所述基底包括：

电路板；

玻璃基片，所述玻璃基片安装于所述电路板。

其中一项实施例中，所述分支传光装置包括：

传光波导，设置于所述玻璃基片；

传输线，所述传输线与所述传光波导耦合连接。

其中一项实施例中，所述传输线包括：

连接器，设置于所述玻璃基片，且与所述传光波导的一端耦合连接；

传光光缆，与所述连接器连接，并通过所述连接器与所述传光波导耦合连接。

其中一项实施例中，所述传光波导为Y型分支传光波导，且，

所述传光波导的单端与所述连接器耦合连接；

所述传光波导的双端分别与所述激光器和所述探测器耦合连接。

其中一项实施例中，所述激光器、所述探测器、所述传光波导以及所述连接器均安装于所述玻璃基片。

其中一项实施例中，所述信息处理装置包括：

信号采集电路，安装于所述电路板，且与所述探测器耦合连接；

信号处理电路，安装于所述电路板，且与所述激励激光和信号采集电路耦合连接。

其中一项实施例中，所述信号处理电路上还设置有：

驱动电路，所述驱动电路用于驱动所述激光器发出激励光。

其中一项实施例中，所述信号采集电路上还设置有模数转换器。

其中一项实施例中，所述电路板上还设置有：

焊盘，且所述激光器和所述探测器的管脚焊接在所述焊盘上。

综上，本申请提供的所述荧光收发器，集成了所述电路板、所述玻璃基片、所述激光器、所述探测器、所述信号采集电路、所述信号处理电路、所述传光波导和所述连接器。利用玻璃波导形成Y分支分光和合光光路，实现高效率、低损耗激励激光输出和荧光收集，并能实现信号采集处理。本申请提供的所述荧光收发器实现了光电集成，所述荧光收发器集成度高，尺寸小、成本低、装调方便，可靠性高。本申请提供的所述荧光收发器适合在现场环境下长期工作，而且易于集成到便携仪表系统，为荧光探测系统和仪表提供了一种高度集成、高可靠和低成本的荧光收发组件。因此，本申请提供的所述荧光收发器可以解决传统方案中荧光激励和探测系统存在光路可靠性低，且应用不便的问题。

附图说明

图1为本申请的一个实施例提供的荧光收发器的结构示意图。

图2为本申请的一个实施例提供的荧光收发器的侧视图。

图3为本申请的一个实施例提供的信息处理装置结构示意图。

附图标记说明：

荧光收发器 10

基底 100

电路板 110

焊盘 111

玻璃基片 120

激光器 200

探测器 300

信息处理装置 400

信息采集电路 410

信号处理电路 420

驱动电路 421

分支传光装置 500

传光波导 510

传输线 520

连接器 521

传光光缆 522

电源装置 600

具体实施方式

传统方案中荧光激励和探测系统存在光路可靠性低，且应用不便的问题。基于此，本申请提供一种荧光收发器。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请的荧光收发器进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参见图1，本申请的一个实施例提供一种荧光收发器10，包括基底100、激光器200、探测器300、信息处理装置400以及分支传光装置500。

所述基底100为所述激光器200、所述探测器300、所述信息处理装置400以及所述分支传光装置500的安装基底。所述基底100为绝缘材质和电路组成，以便于进行电传输和信号传输。具体的，所述基底100可以为内置电路，外壳为绝缘材质的基底，也可以由电路板和绝缘材料进行叠加组成。所述基底100还可以设置为其他形式的基底，只要能进行电传输和信号传输，且不会干扰电传输和信号传输即可。所述基底100的大小和形状可以根据实际需要选择，本申请不做限定。

所述激光器200设置于所述基底100，用于发出激励光。所述激励光一般为短波激励光。当发光材料接收到短波激励光后，会产生荧光，进而荧光由于环境的变化，会有寿命和强度的更改。进而，根据荧光寿命和强度的变化可以获知环境状态。所述激光器200激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器或染料激光器，具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。

所述探测器300设置于所述基底100，用于采集光反馈信息。具体的，所述光反馈信息指的是荧光材料发光后的光信号。所述光信号可以通过所述分支传光装置500传输到所述探测器300，并由所述探测器300进行探测和采集。所述探测器300可以为光电倍增管、热电探测器或者半导体探测器，或其他种类的探测器，具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。

所述信息处理装置400设置于所述基底100，且与所述探测器300耦合连接，用于分析处理所述反馈信息，以及控制所述激光器200运作。具体的，所述信息处理装置400上可以设置模数转换器、数据运算单元，信息接收单元、控制单元等。所述信息接收单元可以接收所述反馈信息，进而传输给所述模数转换器。所述模数转换器可以将光信号转换为数字信号，即将所述反馈信息转换为数字信号。进而，所述数据运算单元可以对所述数字信号进行处理分析。所述控制单元可以控制所述激光器200是否发出短波激励光，以及控制所述探测器300是否探测所述反馈信息。

所述分支传光装置500设置于所述基底100，同时与所述激光器200和所述探测器300耦合连接。具体的，所述分支传光装置500可以将所述激光器200发出的短波激励光传输至荧光材料，也可以将所述光反馈信息传输至所述探测器300进行采集。具体的，所述分支传光装置500不用分立光路，而是一个所述分支传光装置500同时连接所述激光器200和所述探测器300，所述分支传光装置500可以将两条光缆汇聚在一处，或一个点。所述分支传光装置500可以同时实现短波激励光的发出和光反馈信息的传送，且只需要一次安装，方便快携，而不用分别在所述激光器200安装一条光缆，以及在所述探测器300上再安装一条光缆。所述分支传光装置500的体积可以根据实际需要选择，本申请不做限定。

本实施例提供的所述荧光收发器10包括所述基底100、所述激光器200、所述探测器300、所述信息处理装置400和所述分支传光装置500。所述激光器200、所述探测器300、所述信息处理装置400和所述分支传光装置500均设置于所述基底100，集成度较高，使得荧光收发器体积较小。且所述激光器200、所述探测器300、所述信息处理装置400和所述分支传光装置500之间均耦合连接，因此便于安装和携带。除此之外，本申请提供的所述分支传光装置500同时与所述激光器200和所述探测器300耦合连接，能有效传输所述激励光和及时传输所述反馈信息。本申请提供的所述荧光收发器可以解决传统方案中荧光激励和探测系统存在的光路可靠性低，且应用不便的问题。除此之外，所述分支传光装置500的体积可以根据实际需要选择，因此不会使所述荧光收发器10的体积变大。本实施例提供的所述荧光收发器可以解决传统方案中荧光激励和探测系统存在的光路可靠性低，且应用不便的问题。

请参考图1和图2，在本申请的一个实施例中，所述基底100包括电路板110和玻璃基片120。

所述电路板110可以选择陶瓷电路板、氧化铝陶瓷电路板、氮化铝陶瓷电路板、线路板、印刷电路板、铝基板、高频板、厚铜板、阻抗板、超薄线路板、超薄电路板或印刷(铜刻蚀技术)电路板，或是其他种类的电路板。具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。进一步地，所述电路板110上还安装有所述信息处理装置400，所述信息处理装置400可以固定安装于所述电路板110，也可以可拆卸安装于所述电路板110，具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。

所述玻璃基片120安装于所述电路板110。具体的，所述玻璃基片120可以可固定安装于所述电路板110，也可以可拆卸安装于所述电路板110，具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。所述激光器200和所述探测器300均安装于所述玻璃基片120上。具体的，所述激光器200和所述探测器300设置于所述玻璃基片120的边缘。所述激光器200和所述探测器300可以固定安装于所述玻璃基片120，例如焊接，粘结，也可以可拆卸安装于所述玻璃基片120，例如螺接、铆接、链接等。具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。当然，所述玻璃基片120的厚度也可以根据实际需要选择，本申请不做限定。

所述电路板110上还设置有焊盘111，且所述激光器200和所述探测器300的管脚焊接在所述焊盘111上。可以理解的是，所述激光器200和所述探测器300安装于所述玻璃基片120的边缘，因此所述电路板110和所述玻璃基片120之间可以稳固安装。

除此之外，所述荧光收发器10上还设置有电源装置600。优选的，所述电源装置600为内置电池，所述内置电池可以为锂电池或蓄电池，此时所述荧光收发器10上设置有充电孔。所述内置电池也可以为干电池。具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。相应的，所述荧光收发器10上还可以设置用于固定所述电源装置600的装置，具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。所述电源装置600在所述荧光收发器10上的安装位置可以根据实际需要选择，本申请不做限定。所述电源装置600可以通过所述电路板110给所述信息处理装置400提供电能。所述荧光收发器10上还可以设置控制所述电源装置600通断的开关，或其他控制装置，以实现对所述信息处理装置400的控制。

本实施例提供的所述基底100由所述电路板110和所述玻璃基片120组成。所述玻璃基片120的边缘安装有所述激光器200和所述探测器300。所述激光器200和所述探测器300的管脚焊接在所述焊盘111上，且所述焊盘111为所述电路板110的一部分。因此所述电路板110和所述玻璃基片120之间可以稳固安装。所述玻璃基片120还可以使监测人员更直观的观测所述电路板110的状况，以便检修。

请参考图1和图2，在本申请的一个实施例中，所述分支传光装置500包括传光波导510和传输线520。

进一步的，所述传输线又包括连接器521和传光光缆522。

所述传光波导510设置于所述玻璃基片120。具体的，所述传光波导510为Y型分支传光波导，且所述传光波导510的单端与所述连接器521耦合连接，所述传光波导510的双端分别与所述激光器200和所述探测器300耦合连接。所述传光波导510也可以为其他形状，例如A型，O型或其他形状，具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。具体的，所述玻璃基片120是形成所述传光波导510的基板，即在所述玻璃基片120上采用特殊的工艺技术形成导光光路，如形成分光/合光光路等。优选的，采用离子交换法在所述玻璃基片120上形成导光光路。

在所述玻璃基片120上制作所述传光波导510的方法很多，在本实施例中选取离子交换法，该技术成熟可靠，能实现宽波段，例如紫外到近红外波段光的低损耗传输。为保证所述激光器200和所述探测器300与所述传光波导510的高效稳定光耦合，特殊对所述传光波导510的光摸斑进行了优化，保证其输入输出摸斑与所述激光器200摸斑和所述传光光缆522摸斑一致，而且小于所述探测器300光敏面，实现低损耗耦合和高效率探测。所述光摸斑为有一定大小的光点，也是光传输模式大小的一种称呼。

所述传输线520与所述传光波导510耦合连接。具体的，所述传输线520包括连接器521和传光光缆522。所述连接器521设置于所述玻璃基片120，且与所述传光波导510的一端耦合连接。所述传光光缆522与所述连接器521连接，并通过所述连接器521与所述传光波导510耦合连接。所述连接器521的种类可以根据实际需要选择，本申请不做限定。优选地，所述连接器521为FC/PC活动连接器。所述传光光缆522可以选择光纤光缆，也可以选择其他光缆，只要能传输光信息即可。具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。当然，所述传输线还可以选择其他传输线，只要能与所述传光波导510耦合连接，并可以传输光信息即可。

本实施例提供一种分支传光装置500，包括所述传光波导510和所述传输线520。所述传光波导510由在所述玻璃基片120上

请参考图1至图3，在本申请的一个实施例中，所述信息处理装置400包括信号采集电路410和信号处理电路420。

所述信号采集电路410安装于所述电路板110，且与所述探测器300耦合连接。具体的，所述信号采集电路410上设置有模数转换器411。进一步的，所述信号采集电路410上设置有模数转换器411。所述模数转换器411可以将所述探测器300传输的光信号转换为数字信号，进而由所述信号处理电路420进行数字分析与处理。所述信号处理电路420可以为中央处理器，也可以为其他运算处理装置，只要能对所述数字信号进行处理即可。具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。所述信号处理电路420上还设置有驱动电路421，所述驱动电路421用于驱动所述激光器200发出激励光。

本实施例提供的所述信息处理装置400可以对光反馈信息进行处理分析，进而得出被测对象的状况。所述信息处理装置400可以为中央处理器，可以理解的是，所述中央处理器上还可以设置控制装置，所述控制装置可以控制所述激光器200是否发出短波激励光，以及所述探测器300是否采集光反馈信息。

所述荧光收发器10上还可以设置信息传输装置，所述信息传输装置用于向终端设备传输信息。所述信息传输装置可以根据实际需要选择，本申请不做限定。所述荧光收发器10上还可以设置信息存储装置，所述信息存储装置用于存储信息。所述信息存储装置可以根据实际需要选择，本申请不做限定。

综上，本申请提供的所述荧光收发器10，集成了所述电路板110、所述玻璃基片120、所述激光器200、所述探测器300、所述信号采集电路410、所述信号处理电路420、所述传光波导510和所述连接器521。利用玻璃波导形成Y分支分光和合光光路，实现高效率、低损耗激励激光输出和荧光收集，并能实现信号采集处理。本申请提供的所述荧光收发器10实现了光电集成，所述荧光收发器10集成度高，尺寸小、成本低、装调方便，可靠性高。本申请提供的所述荧光收发器10适合在现场环境下长期工作，而且易于集成到便携仪表系统，为荧光探测系统和仪表提供了一种高度集成、高可靠和低成本的荧光收发组件。因此，本申请提供的所述荧光收发器10可以解决传统方案中荧光激励和探测系统存在光路可靠性低，且应用不便的问题。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种荧光收发器，其特征在于，包括：

基底(100)；

激光器(200)，设置于所述基底(100)，用于发出激励光；

探测器(300)，设置于所述基底(100)，用于采集光反馈信息；

信息处理装置(400)，设置于所述基底(100)，且与所述探测器(300)耦合连接，用于分析处理所述光反馈信息，以及控制所述激光器(200)运作；

分支传光装置(500)，设置于所述基底(100)，同时与所述激光器(200)和所述探测器(300)耦合连接。

2.如权利要求1所述的荧光收发器，其特征在于，所述基底(100)包括：

电路板(110)；

玻璃基片(120)，所述玻璃基片(120)安装于所述电路板(110)。

3.如权利要求2所述的荧光收发器，其特征在于，所述分支传光装置(500)包括：

传光波导(510)，设置于所述玻璃基片(120)；

传输线(520)，所述传输线(520)与所述传光波导(510)耦合连接。

4.如权利要求3所述的荧光收发器，其特征在于，所述传输线(520)包括：

连接器(521)，设置于所述玻璃基片(120)，且与所述传光波导(510)的一端耦合连接；

传光光缆(522)，与所述连接器(521)连接，并通过所述连接器(521)与所述传光波导(510)耦合连接。

5.如权利要求4所述的荧光收发器，其特征在于，所述传光波导(510)为Y型分支传光波导，且，

所述传光波导(510)的单端与所述连接器(521)耦合连接；

所述传光波导(510)的双端分别与所述激光器(200)和所述探测器(300)耦合连接。

6.如权利要求1-5任一项所述的荧光收发器，其特征在于，所述激光器(200)、所述探测器(300)、所述传光波导(510)以及所述连接器(521)均安装于所述玻璃基片(120)。

7.如权利要求2所述的荧光收发器，其特征在于，所述信息处理装置(400)包括：

信号采集电路(410)，安装于所述电路板(110)，且与所述探测器(300)耦合连接；

信号处理电路(420)，安装于所述电路板(110)，且与所述激励激光(200)和信号采集电路(410)耦合连接。

8.如权利要求7所述的荧光收发器，其特征在于，所述信号处理电路(420)上还设置有：

驱动电路(421)，所述驱动电路(421)用于驱动所述激光器(200)发出激励光。

9.如权利要求7所述的荧光收发器，其特征在于，所述信号采集电路(410)上还设置有模数转换器(411)。

10.如权利要求2所述的荧光收发器，其特征在于，所述电路板(110)上还设置有：

焊盘(111)，且所述激光器(200)和所述探测器(300)的管脚焊接在所述焊盘(111)上。