激光荧光肺癌定位系统滤光片的研制

　　1　前　言

　　在激光荧光肺癌诊断系统中,为了消除正常组织的自体荧光可能造成假阳性和假阴性的误诊,可利用红、绿荧光减法原理,采用计算机图像处理技术来消除假荧光[1,2],依此设计了肺癌定位系统,笔者为该系统研制了4种滤光片。

　　2　膜系设计:

　　2.1　激光滤光片

　　肺癌定位诊断需借助卟啉衍生物体为标准光敏剂,其最强吸收峰在390～415nm。该滤光片作用就是使氪离子激光器中该波段的光尽可多地通过,而完全截止长波侧的光,为此,笔者设计该滤光片的中心波长为450nm,半宽度30nm,峰值透过率T>60%,膜系结构设计为:

　　其中,H、L分别代表光学度厚为λ/4高、低折射层,λ为中心波长,ns代表基底,采用QB5有色玻璃,Ag为银层,其厚度为60nm。

　　2.2　阻断紫光长波通滤光片

　　该滤光片作用是彻底截止由肺癌处反射回来的激发光,而让HPD受激发后发射出的红色和绿色荧光通过,经计算,该滤光片的截止深度要求达到10-5量级[3],为此,笔者将该滤光片的膜系设计成厚度为1∶1的膜系:

　　其中nH=2.1;nL=1.46;λ=420nm,ns为JB470有色玻璃。

　　2.3　红色长波通滤光片

　　该滤光片的作用是截止激发光和HPD受激发后发出的绿色荧光,而让红色荧光通过,为此,该滤光片的指标设计为:

　　截止区360～560nm,其透过率T<0.1%。

　　通带区620～800nm,其平均透过率T>85%。

　　笔者将该滤光片的膜系设计成厚度比为1.2∶1的膜系。

　　其中nH=2.1;nL=1.46;λ=520nm;ns为HB610有色玻璃。

　　2.4　绿色滤光片

　　该滤光片的作用是让HPD受激发后发出的绿色荧光通过,而彻底截止短波侧的激发光和长波侧的红色荧光,据此,该滤光片必须设计成矩形带通滤光片,所以,笔者将此滤光片的技术参数设计为:

　　通带中心波长:520±3nm。

　　通带半宽度:Δλ=70±5nm,其平均透过率T>85%。

　　短波侧截止区:360～460nm,其透过率T<0.1%。

　　长波侧截止区:600～700nm,其透过率T<0.1%。

　　笔者采用多半波膜系,其结构为:

　　其中nH=2.1;nL=1.46;λ=540nm;ns为JB470有色玻璃

　　由计算可知,该膜系的半宽度为102.5nm[4],与设计要求不符,为此,笔者又设计一短波通滤光片与其胶合,使其半宽度达到70nm的要求。

　　笔者将该短波通的技术指标设计为:

　　截止区580～680nm,其平均透过率T<0.1%。

　　通带区400～550nm,其平均透过率T>85%。

　　该滤光片的膜系结构设计为成厚度比为1∶2膜系:

　　其中H1和L1为主膜系的匹配层,其光学厚度H1=198.7nm,L1=93.3nm,中心波长λ=630nm,nH=nH1=2.1,nL=nL1=1.46,ns为K9玻璃。