近红外无创生化分析中高效双复合抛物面聚光系统设计

摘要

近红外无创生化分析中,要获得准确的血液生化成分信息,需要非常高的系统信噪比.为提高分析系统的信噪比,开展了以增大系统光能利用率为目标的高效双复合抛物面聚光(DCPC)系统研究.首先,针对近红外无创生化分析中光学系统集光要求,研究了复合抛物面聚光器(CPC)出射光特点,确定出一级CPC最大聚光角范围.然后,通过比较标准型和截短型DCPC光能利用率变化,优化出最佳结构参数.最后,结合皮肤组织光学参数,计算了入射光波长为1 000 nm时,DCPC系统、CPC-聚焦反射镜系统以及无光学收集系统的光能利用率.结果显示,三种系统的光能利用率分别为1.46％,0.84％,0.26％.设计的DCPC系统增强了对人体漫反射光的收集能力,可有效提高无创生化分析系统的信噪比及整体分析精度.