一种用于无线光纤记录系统的无线传感器的制作方法

1.本实用新型涉及神经科学领域的科研仪器，特别涉及钙成像记录技术，尤其涉及一种用于无线光纤记录系统的无线传感器。


背景技术：

2.近几年来，光纤记录系统作为一种记录自由活动动物的大脑特定核团的神经元活动的技术，在神经科学领域中广受欢迎。与传统的电生理记录方法相比，光纤记录系统具有抗电磁干扰能力强，记录稳定，时程较长等优势。与双光子显微镜检测相比，光纤记录系统在使用过程中无须麻醉动物和固定动物头部，而且可以记录深层脑区。因此光纤记录系统在神经领域的研究中具有极为重要的作用。
3.现有的光纤记录系统是有线方式的，其主要包含上位机软件、记录主机(即daq主机)、光纤跳线、插芯针。其中上位机软件与记录主机之间由usb连接。记录主机内部设有光源系统、光电传感器和数据采集卡(即主板)，记录主机的光源出口连接有光纤跳线，光纤跳线的另一端连接插芯针，插芯针植入于动物脑内。
4.现有的光纤记录系统都需要通过光纤跳线连接，这会对实验动物的行为造成一定的干涉，比如活动范围减小，无法做一些管道类实验，并且光纤也有缠绕的风险。激光作为光源会使daq(data acquisition，数据采集)主机体积增大，且激光装置与光电传感器、数据采集卡同在daq 主机内会有较高的散热要求；且光源系统到跳线到插芯针之间的连接性要求较高，如果耦合不准会发生光路上相关零部件的损坏或传输信号的丢失、记录不准确等。此外，光信号仅必须通过跳线再传输给光电传感器，光信号的传输路径较长，会引起信号传输的不稳定，且跳线传输也会有干扰存在，这是因为跳线本身具有荧光效应，当光传输到光纤的时候，光纤本身的荧光效应就会带来干扰。


技术实现要素：

5.鉴于上述的分析，本实用新型实施例旨在提供一种用于无线光纤记录系统的无线传感器，用以解决以下问题之一：(1)光电传感器设于记录主机内导致记录主机体积大；(2)记录主机与插芯针通过跳线连接导致的信号传输不稳定的问题。
6.本实用新型提供了一种用于无线光纤记录系统的无线传感器，所述无线传感器位于daq主机外，并与所述daq主机无线连接；所述无线传感器包含传感器外壳，所述传感器外壳内设置有激发光路、收集光路和电池。
7.进一步地，所述传感器外壳的第一侧面设有第一安放槽，所述传感器外壳的顶部设有第二安放槽，所述传感器外壳(11)上设有电性连接端，通过所述电性连接端可为所述电池充电。
8.进一步地，自所述传感器外壳的上端而下依次设有位于第一轴上且相互连通的阶梯孔、第一连接孔、第二槽孔、第一圆柱孔、第二圆柱孔和第三圆柱孔，所述第二槽孔与所述第一安放槽连通，所述阶梯孔与所述第二安放槽连通。
9.进一步地，所述传感器外壳内还设有第三槽孔和第二连接孔，所述第三槽孔的一端与所述传感器外壳的第二侧面贯通，另一端与所述第二连接孔的一端连通，所述第二连接孔的另一端与所述第一圆柱孔垂直连通。
10.进一步地，所述传感器外壳内还设有与所述第二连接孔垂直连通的第四槽孔，所述第四槽孔位于所述第二连接孔的中部，且与所述第一安放槽连通。
11.进一步地，所述第二槽孔位于所述第一连接孔和第一圆柱孔的连通处且倾斜45
°
设置。
12.进一步地，所述第二侧面与所述第一侧面垂直，所述第一安放槽上设有侧盖板，所述第二安放槽上设有顶盖板，所述第二侧面处设有第一主板。
13.进一步地，所述第二侧面上设有相互连通的线槽和电池槽，所述线槽与所述阶梯孔、第三槽孔均连通。
14.进一步地，所述无线传感器还包括光源、二向色镜、自聚焦透镜和套管，所述光源设于所述阶梯孔内，所述二向色镜设于所述第二槽孔内，所述自聚焦透镜设于所述第一圆柱孔和第二圆柱孔内，所述套管设于所述第三圆柱孔内。
15.进一步地，所述无线传感器还包括光电转换元件、第二滤光片和电池，所述第二滤光片设于所述第四槽孔内，所述光电转换元件设于所述第三槽孔内，所述电池设于电池槽内。
16.进一步地，所述第三槽孔和第四槽孔位于第二轴上，所述第二轴与所述第一轴垂直，并通过所述二向色镜，所述二向色镜与所述第一轴、第二轴均成45
°
设置。
17.与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：
18.(1)本实用新型采用了无线方式进行传输和控制，使无线传感器和 daq主机部分不需要通过线缆连接，不仅改善了系统的便捷性，减少了对于动物行为的干涉，让小动物在实验过程中可以自由活动，有效的降低了活动范围限制，并且在一些封闭型的实验场地，有其天然优势。使科研人员可以做一些管道类的行为学实验，并且由于取消了光纤跳线，同时改善了光在系统内的传输效率，降低了信号记录中的干扰，提高了记录的精度，使最终的实验结果更加客观。
19.(2)本实用新型把复杂的光学结构从原来的daq主机内移动到了更前方的无线传感器中，直接作用于小动物(小鼠)脑部，小巧精致，体积足够小重量足够轻(重量小于等于3g，体积小于等于2立方厘米)，不会影响小鼠的活动。无线传感器的精度达到1uw(光功率)，通过精密的光路设计，保证了所需波段光的入射，反射其他波段的光，提高传感器的灵敏度。
20.(3)本实用新型增加了蓝牙传输，可通过蓝牙来控制无线传感器以及接收数据，做到了无线传输，不再受制于光纤跳线。原有庞大的记录主机，既有光源系统又有光学传感器还负责数据传输，体积较大。
21.(4)本实用新型的无线传感器是有源式的，内含电池，续航时间大于等于1小时，用完后可通过充电模块充电。
22.(5)本实用新型取消了光纤跳线(含延长线、滑环)，直接将无线传感器接入到插芯针，通过无线蓝牙模块进行通信和控制。去除了原有的通过光纤跳线来传输光的结构，直接把光学结构缩小并放置于老鼠脑袋上的小型无线传感器内，避免了原有跳线传输带来的传
输干扰，可以直接从近距离的无线传感器上获取接收的钙成像信号，使数据结果更加精准，同时由于不需要使用跳线，去除了因跳线引起的限制小鼠行为的不利因素以及跳线带来的荧光干扰。
23.(6)本实用新型的第一滤光片可以省略，使得光路更加精简，对光的影响降到最低；同时，使得无线传感器的重量和体积更加轻巧。
24.本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
25.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
26.图1为具体实施例的无线传感器结构示意图；
27.图2为具体实施例的daq主机结构示意图；
28.图3为具体实施例的插芯针结构示意图；
29.图4为具体实施例的无线传感器剖视图；
30.图5为具体实施例的无线传感器爆炸图；
31.图6为具体实施例的传感器外壳部分结构示意图；
32.图7为具体实施例的传感器外壳剖视图；
33.图8为具体实施例的无线传感器与插芯针连接示意图；
34.图9为具体实施例的无线传感器及插芯针使用状态示意图。
35.附图标记：
36.1-无线传感器；11-传感器外壳；111-阶梯孔；112-第一槽孔；113-第一连接孔；114-第一圆柱孔；115-第二圆柱孔；116-第三圆柱孔；117-第二槽孔；118-第一侧面；119-第三槽孔；110-第四槽孔；120-第二连接孔； 121-第二侧面；122-条形孔；123-线槽；124-电池槽；125-第一安放槽； 126-侧盖板；127-第三侧面；128-第二安放槽；129-顶盖板；130-第一安装部；131-第二安装部；132-第三安装部；133-第四安装部；
37.10-电池；12-光源；13-第一滤光片；14-二向色镜；15-自聚焦透镜； 16-套管；17-第二滤光片；18-光电转换元件；19-第一主板；
38.2-daq主机；3-插芯针；31-陶瓷头；32-单模光纤；33-周向凹槽；
39.100-小动物；200-牙科水泥。
具体实施方式
40.下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本实用新型一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
41.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是
机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
42.全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在
……
上方”、“下”和“在
……
上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。
43.本实用新型的一个具体实施例，如图1至图9所示。公开了一种用于无线光纤记录系统的无线传感器，所述无线传感器1设于daq主机2 外，插芯针3的一端与待测小动物100连接，另一端与无线传感器1连接，所述daq主机2与所述无线传感器1无线连接。
44.与现有技术相比，本实施例提供的无线传感器，采用了无线方式进行传输和控制，使所述无线传感器和所述daq主机不需要通过线缆连接，不仅改善了系统的便捷性，减少了对于动物行为的干涉，让小动物 (示例性地，小鼠)在实验过程中可以自由活动，有效的降低了活动范围限制，并且在一些封闭型的实验场地，有其天然优势；使科研人员可以做一些管道类的行为学实验，并且由于取消了光纤跳线，同时改善了光在系统内的传输效率，降低了信号记录中的干扰，提高了记录的精度，使最终的实验结果更加客观。同时，本实施例的无线传感器位于daq主机外，有效减小了daq主机的体积，并改善了daq主机的散热功能。
45.所述daq主机2的功能专一化，用于连接和控制所述无线传感器1，并且接收来自无线传感器1的数据。当所述daq主机2连接上上位机以后，通过所述上位机来控制所述daq主机2，并且通过其主板上的无线模块，来控制所述无线传感器1，且一个所述daq主机2可以同时控制至少两个所述无线传感器1。
46.所述无线传感器1用于接入埋植于动物(优选地，老鼠)脑部中的插芯针3，记录动物脑区的神经活动情况，同时也与所述daq主机2进行无线通信。
47.在本实用新型的其一较佳实施例中，所述无线传感器1位于daq主机2外，并与所述daq主机2无线连接；所述无线传感器1包含传感器外壳11，所述传感器外壳11内设置有激发光路、收集光路和电池，所述传感器外壳11上还设有电性连接端，通过所述电性连接端可为所述电池充电，所述电池优选为可充电电池，所述电池为所述无线传感器1供电。其中，所述激发光路上主要包含光源12、二向色镜14、自聚焦透镜15；所述收集光路上主要包含自聚焦透镜15、二向色镜14、第二滤光片17 和光电转换元件18。所述无线传感器1具有一套管16，通过所述套管16 将所述无线传感器1与插芯针3连接，此时可以实现将所述无线传感器1 中的自聚焦透镜15与所述插芯针3上的单模光纤32耦合连接。
48.进一步的，所述电性连接端可选为usb充电口，通过usb充电口可以实现为所述无线传感器1；可选的，所述电性连接端还可以是充电触点，通过所述充电触点可以实现为所述无线传感器1充电。通过usb充电口和通过充电触点进行充电的技术均为现有技术，在此不做赘述。
49.使用时，所述光源12发出的激发光经过所述二向色镜14后，然后激发光再经过所述二向色镜14进行透射，最终通过所述自聚焦透镜15 的传递，到达所述单模光纤32，进而抵达目标组织。所述目标组织收到激发光的刺激将产生荧光，所述荧光经过所述收集光路的具体路程可选为：所述荧光从所述单模光纤32进入，经过自聚焦透镜15的传递到达所述二向色镜14，所述荧光被所述二向色镜14上反射到所述第二滤光片 17，最终所述荧光到达所述光电转换元件18，所述光电转换元件18的作用为将接收到的光信号转换成电信号，所
述电信号将被无线传输至所述 daq主机2上和/或上位机上。进一步的，所述激发光路上还可以包含有第一滤光片13，所述第一滤光片13设置于所述光源12和所述二向色镜 14之间。
50.可选的，所述激发光路上光的传递路径包含第一光路和第二光路，所述第一光路与所述第二光路为偏心设置，例如所述第一光路和所述第二光路具有不同的轴心线。具体的，所述激发光尚未透过所述二向色镜 14时，所述光源12发出的激发光经过所述二向色镜14后，抵达所述二向色镜14表面，这一过程激发光是沿着第一光路进行传递的；当透过所述二向色镜14后的所述激发光将沿着第二光路进行传递，第二光路上的所述激发光将沿着所述自聚焦透镜15和所述单模光纤32抵达目标组织。进一步的，所述第二光路相较于所述第一光路具有一偏心角度，所述偏心角度的大小、方向与所述二向色镜14的透射率、折射率相关。本实用新型中，通过所述偏心设置，可以降低所述激发光在光路传递过程中所造成的的光路损失，使抵达所述目标组织的光强更稳定、光信号更强。
51.具体地，所述无线传感器1包括传感器外壳11，所述传感器外壳11 的顶部设有阶梯孔111，所述阶梯孔111由两个槽孔形成，具体为上槽孔和下槽孔，其中下槽孔朝向位于上槽孔的投影为上槽孔的端面的一部分，也就是说上槽孔与下槽孔之间形成台阶。优选地，所述阶梯孔111的上槽孔为矩形孔，所述阶梯孔111的下槽孔为圆柱孔，下槽孔连通于上槽孔下端的中间位置。
52.位于阶梯孔111的下方设有与所述阶梯孔111连通的第一槽孔112，所述阶梯孔111的底部连通所述第一槽孔112的一部分，即所述阶梯孔 111的底端与所述第一槽孔112之间设有阶梯，优选地，所述第一槽孔112 为矩形孔，所述阶梯孔111的下端与所述第一槽孔112的中间连通。
53.值得注意的是，所述第一槽孔112与所述传感器外壳11的第一侧面 118连通，以便第一滤光片13的安放。
54.位于所述第一槽孔112的下端设有第一连接孔113，所述第一连接孔 113与所述第一槽孔112连通。优选地，所述第一连接孔113为圆柱孔，所述第一连接孔113与所述阶梯孔111的下槽孔同心。所述第一连接孔 113的直径小于所述下槽孔的直径。
55.位于所述第一连接孔113的下端设有与其连通的第一圆柱孔114，所述第一圆柱孔114与所述第一连接孔113偏心设置，具体地，所述第一圆柱孔114的轴线朝向所述传感器外壳11的外侧偏移。
56.位于所述第一圆柱孔114的下端设有与其连通的第二圆柱孔115，所述第二圆柱孔115与所述第一圆柱孔114同心，且所述第二圆柱孔115 的直径大于所述第一圆柱孔114的直径。位于所述第二圆柱孔115的下端设有与其连通的第三圆柱孔116，所述第三圆柱孔116的直径大于所述第二圆柱孔115的直径，且所述第三圆柱孔116连通传感器外壳11的底端。
57.位于所述第一连接孔113和第一圆柱孔114的连通处设有第二槽孔 117，所述第二槽孔117倾斜45
°
设置，具体地，所述第二槽孔117朝向传感器外壳11的内侧倾斜45
°
。优选地，所述第二槽孔117为矩形孔，且所述第一连接孔113和所述第一圆柱孔114朝所述第二槽孔117的投影为所述第二槽孔117的一部分。
58.值得注意的是，所述第二槽孔117与所述传感器外壳11的第一侧面 118连通，以便于设于所述第二槽孔117内的二向色镜14的安放。
59.本实施例中，自所述传感器外壳11的上端而下依次设有相互连通的阶梯孔111、第
一槽孔112、第一连接孔113、第二槽孔117、第一圆柱孔 114、第二圆柱孔115和第三圆柱孔116。
60.所述传感器外壳11内还设有第三槽孔119、第四槽孔110和第二连接孔120，所述第三槽孔119位于所述传感器外壳11的第二侧面121上，所述第二侧面121与所述第一侧面118垂直。所述第三槽孔119的一端与所述第二侧面121贯通，另一端与所述第二连接孔120的一端连通，所述第二连接孔120的另一端与所述第一圆柱孔114连通，且所述第二连接孔120的中心线与所述第一圆柱孔114的轴线垂直。所述第二连接孔120朝向所述第三槽孔119的投影为所述第三槽孔119端面的一部分，所述第四槽孔110与所述第二连接孔120垂直连通，且位于所述第二连接孔120的中部，所述第二连接孔120穿过所述第四槽孔110的中心。优选地，所述第三槽孔119和所述第二连接孔120均为圆柱孔，且二者同心，所述第二连接孔120的直径小于所述第三槽孔119的直径。
61.值得注意的是，所述第四槽孔110与所述第一侧面118连通，以便第二滤光片17的安放，为了进一步便于滤光片的安放，第四槽孔110的下端设有垂直于所述第四槽孔110的条形孔122，所述第四槽孔110与所述条形孔122的中部连通。
62.为了所述传感器外壳11内部件间线路的连接，所述传感器外壳11 内还设有线槽123，所述线槽123位于所述第二侧面121上，用于放置所述传感器外壳11内电气部件的电线。所述线槽123位于所述第三槽孔119 的上方，且所述线槽123上端与所述阶梯孔111连通，所述线槽123的下端与所述第三槽孔119连通。
63.位于所述第三槽孔119的下方设有电池槽124，所述电池槽124与所述第三槽孔119、线槽123均连通。
64.本实施例中，所述线槽123、第三槽孔119和电池槽124位于所述第二侧面121侧，并贯通所述第二侧面121。
65.位于所述第一侧面118的下端设有第一安放槽125，所述第一安放槽 125与所述第一槽孔112、第二槽孔117、第四槽孔110和线槽123连通。为了使所述传感器外壳11的内部形成非透光环境，所述第一安放槽125 上设有侧盖板126，所述第一安放槽125上设有螺纹孔，用于与所述侧盖板126连接。优选地，所述第一安放槽125为矩形槽，并与所述传感器外壳11的第三侧面127连通，所述第三侧面127平行于所述第二侧面121。
66.位于所述传感器外壳11的顶部设有第二安放槽128，所述第二安放槽128的底部与所述阶梯孔111、线槽123连通。优选地，所述第二安放槽128为矩形槽，所述第二安放槽128与所述第一侧面118、第一侧面 118的相对侧面和第三侧面127连通。
67.为了在所述传感器外壳11内营造非透光环境，所述第二安放槽128 上设有顶盖板129，所述第二安放槽128的上设有螺纹孔用于与所述顶盖板129连接。
68.本实施例中，从所述传感器外壳11外部看，所述传感器外壳11包括第一安装部130、第二安装部131、第三安装部132和第四安装部133，优选地，所述第一安装部130、第二安装部131、第三安装部132和第四安装部133均为矩形块，所述第一安装部130、第二安装部131和第三安装部132设于所述第四安装部133的一侧，所述第四安装部133的另一侧为所述第二侧面121。
69.具体地，所述第一安装部130和所述第二安装部131的一侧直接与所述第四安装部133的一侧连接，所述第一安装部130的另一侧为第三侧面127，所述第二安装部131的另一
侧与所述第三安装部132连接，所述第二安装部131和所述第三安装部132的高度相等，所述第一安装部 130位于所述第二安装部131和所述第三安装部132的上方，且所述第一安装部130的高度与所述第二安装部131的高度之和等于所述第四安装部133的高度。所述第二安装部131的宽度等于所述第四安装部133的宽度，所述第一安装部130的宽度小于所述第二安装部131的宽度且大于所述第三安装部132的宽度。优选地，所述第一安装部130位于所述第四安装部133的中间设置，所述第三安装部132位于所述第二安装部 131的中间设置。
70.本实施例中，所述阶梯孔111、第一槽孔112、第一连接孔113、第二槽孔117、第一圆柱孔114、第三槽孔119、第二连接孔120、第四槽孔110和线槽123集中设于所述第一安装部130内，所述电池槽124设于所述第二安装部131内，所述第三圆柱孔116设于所述第三安装部132 内，所述第二圆柱孔115一端位于所述第一安装部130内，另一端位于所述第三安装部132内。
71.所述无线传感器1还包括光源12、第一滤光片13、二向色镜14、自聚焦透镜15、套管16、第二滤光片17、光电转换元件18、第一主板19 和电池10，所述光源12设于所述阶梯孔111内，所述第一滤光片13设于所述第一槽孔112内，所述二向色镜14设于所述第二槽孔117内，所述自聚焦透镜15设于第一圆柱孔114和第二圆柱孔115内，且所述自聚焦透镜15的下端位于所述套管16内，所述自聚焦透镜15的下端直径与所述套管16的内径相等，所述套管16设于所述第三圆柱孔116内，二者直径相等，且所述套管16的长度等于所述第三圆柱孔116的长度，所述第二滤光片17设于所述第四槽孔110内，所述光电转换元件18设于所述第三槽孔119内，所述第一主板19设于所述第二侧面121上，并覆盖第二侧面121，所述电池10设于所述电池槽124内。更优选的，所述传感器外壳11内还可以是省略所述第三槽孔119，即可直接将所述光电转换元件18通过所述第二主板19直接设于所述第二侧面121上。
72.可选的，所述光源12可以为led光源，也可以是半导体激光二极管，例如，垂直腔面发射激光器(vcsel)。所述光电转换元件18可选为光电二极管。
73.更优选地，所述第一滤光片13既具有滤光效果又具有光路准直效果，其具体结构可以包含一基面。所述基面的一侧为光滑面，另一侧为浮雕面，更进一步的所述光滑面优选设置于靠近所述光源12的一侧。所述浮雕面用于准直所述光源12发出的光线，散射的入射光经过所述浮雕面后可以准直于光路中，进一步减少了光损失，使得进入动物脑部的光强增强，实验效果大大提高。优选的，所述光滑面上设置有滤光膜，所述滤光膜用于过滤杂光。
74.进一步的，在无线光纤记录系统中，所述第一滤光片13也可以不包含滤光膜，其仅有浮雕面以准直所述光源12发出的光线。
75.更进一步的，所述第二滤光片17也可以与所述第一滤光片13结构相同，也具有光滑面和浮雕面。优选的所述光滑面靠近所述二向色镜14 设置，所述浮雕面靠近光电转换元件18设置，更优选的所述光滑面上设置有滤光膜，所述滤光膜用于过滤杂光，所述浮雕面用于聚焦荧光光线，使得反馈至光电转换元件18的荧光更加集中，从而获得高质量和高品质的光学信号。
76.更进一步的，因为光经过所述浮雕面时候会产生光路的改变，因此优选为光滑面是入射光的进入面，浮雕面是入射光的出光面，即光先经过光滑面上的滤光膜滤光然后经过浮雕面准直。
77.通过上述光电元件的布设，在所述传感器外壳11内，所述光源12 发出激发光源，
使已经过病毒表达的动物脑区神经元细胞产生荧光反应，反射回荧光到所述无线传感器1内部，通过所述光电转换元件18接收光源，将光信号转化为电信号。其中所述第一主板19上带有无线蓝牙模块，可以与daq主机2上的无线蓝牙模块进行无线通信。
78.本实施例的光路为：所述光源12、第一滤光片13、二向色镜14、耦合透镜(本实施例中的自聚焦透镜15)、单模光纤32沿第一轴设置，所述光电转换元件18、第二滤光片17沿第二轴设置，第一轴与第二轴垂直，且第二轴过所述二向色镜14。所述第一滤光片13的透过带宽为40nm， od值至少为4(优选为5)，波长范围为430nm～510nm(优选为 450nm～490nm)；所述第二滤光片17的透过带宽为40nm，od值至少为 4(优选5)，波长范围为505nm～545nm。
79.所述二向色镜14呈45
°
角倾斜放置，其作用是对于45
°
角入射的荧光进行反射，对于45
°
角入射的光源进行透射。在使用时，所述二向色镜14与第一轴和第二轴呈45
°
设置。
80.进一步的，所述激发光路沿所述第一轴传递，所述激发光路包含第一光路和第二光路，所述第二光路相较于所述第一光路具有一偏心角度。所述荧光沿着所述第二光路和所述第二轴传递至光电转换元件18。
81.本实施例中，所述光源12出光后，经过所述第一滤光片13的滤光，到达所述二向色镜14，由所述二向色镜14进行透射，经过耦合透镜传递，到达单模光纤32。外部的荧光从单模光纤32进入，经过耦合透镜传递，到达所述二向色镜14，被所述二向色镜14反射到第二轴上，经过所述第二滤光片17的滤光后，到达所述光电转换元件18，所述光电转换元件 18的作用为将接收到的光信号转换成电信号。进一步的，所述第一滤光片13可以省略，相较于现有技术，使得光路更加精简，对光的影响降到最低；同时，使得无线传感器的重量和体积更加轻巧。此结构下，所述光源12的激发光会直接透过所述二向色镜14(免去所述第一滤光片13 对光强等的影响)，使得激发光强增强，反射的荧光先通过所述第二滤光片17过滤出有用的光信息，再借由所述二向色镜14的折射将该光信息折射到所述光电二极管18内。
82.所述插芯针3包括陶瓷头31和单模光纤32，所述单模光纤32的一端植入小动物100的颅内，另一端设于所述陶瓷头31内，所述陶瓷头31 的一端在颅外用牙科水泥200固定于小动物100头部，另一端设于所述套管16内。
83.为了便于插芯针3的夹持和固定，所述陶瓷头31的下端设有一个周向凹槽33，便于使用镊子夹持和使用牙科水泥200固定。所述周向凹槽 33可以是圆形的，也可以是柱形或者其他形状，优先为圆形。
84.沿所述陶瓷头31的轴线设有通孔，所述单模光纤32的一端设于通孔内，且所述单模光纤32的端部与所述陶瓷头31的端部齐平，所述单模光纤32与所述陶瓷头31固定连接，示例性地，通过胶水将所述单模光纤32与所述通孔连接。由于白色陶瓷头通光率不高，本实施例中，所述陶瓷头31为黑色的。
85.本实施例中，所述陶瓷头31和所述单模光纤32的安装步骤为：首先通过光纤切割机将所述单模光纤32切成需要的长度；其次，将所述单模光纤32沾上光学胶水后插入所述陶瓷头31的通孔内，并使所述单模光纤32远离所述周向凹槽33的一端与所述陶瓷头31的端部齐平；最后，使用紫光固化。
86.值得注意的是，本实施例中，所述陶瓷头31的直径具有两种规格，分别为2.5mm和1.25mm，相应地，所述套管16的内径需要对应修改。
87.所述上位机控制daq主机2与无线传感器1蓝牙匹配，可同时控制至少2个无线传感
器1。可控制无线传感器1的开关，可控制光源12的开关，并调节亮度大小等。所述上位机还可以外接行为学摄像头，可显示摄像头图像，并保存该视频，视频和相应的光强记录都能保存，为实验提供了更为丰富的数据参考。
88.所述无线传感器1中的光电转换元件18把光信号转为电信号，再通过蓝牙把该电信号传输给所述daq主机2。传输的过程，如果所述电池 10突然断电，先前记录到的数据仍然可以保存。
89.本实施例，取消了光纤跳线(含延长线、滑环)，直接将无线传感器接入到插芯针，通过无线蓝牙模块进行通信和控制。去除了原有的通过光纤跳线来传输光的结构，直接把光学结构缩小并放置于老鼠脑袋上的小型无线传感器内，避免了原有跳线传输带来的传输干扰，可以直接从近距离的无线传感器上获取接收的钙成像信号，使数据结果更加精准，同时由于不需要使用跳线，去除了因跳线引起的限制小鼠行为的不利因素。
90.本实用新型采用了无线方式进行传输和控制，使无线传感器和daq 主机部分不需要通过线缆连接，不仅改善了系统的便捷性，减少了对于动物行为的干涉，让小动物在实验过程中可以自由活动，有效的降低了活动范围限制，并且在一些封闭型的实验场地，有其天然优势。使科研人员可以做一些管道类的行为学实验，并且由于取消了光纤跳线，同时改善了光在系统内的传输效率，降低了信号记录中的干扰，提高了记录的精度，使最终的实验结果更加客观。
91.本实用新型把复杂的光学结构从原来的daq主机内移动到了更前方的无线传感器中，直接作用于小动物(小鼠)脑部，小巧精致，体积足够小重量足够轻(重量小于等于3g，体积小于等于2立方厘米)，不会影响小鼠的活动。无线传感器的精度达到1uw(光功率)，通过精密的光路设计，保证了所需波段光的入射，反射其他波段的光，提高传感器的灵敏度。
92.本实用新型增加了蓝牙传输，通过蓝牙来控制无线传感器以及接收数据，做到了无线传输，不在受制于光纤跳线。
93.本实用新型的无线传感器是有源式的，内含电池，续航时间大于等于1小时，用完后可通过充电模块充电。
94.本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
95.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。