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流式细胞仪的光学系统由若干组光学透镜、小孔、滤光片组成，大致可分为流动室前和流动室后两组。流动室前的光学系统由透镜和小孔组成，透镜和小孔(一般为2片透镜、1个小孔)的主要作用是将激光光源发出的横截面为圆形的激光光束聚焦成横截面较小的椭圆形激光光束，使激光能量成正态分布，使通过激光检测区的细胞受照强度一致，大限度的减少杂散光的干扰；流动室后的光学系统主要由多组滤光片组成，滤光片的主要作用是将不同波长的荧光信号送到不同的光电倍增管。

流式细胞仪滤光片主要有三类：

长通滤片：只允许特定波长以上的光线通过；

短通滤片：只允许特定波长以下的光线通过；

带通滤片：只允许特定波长的光线通过；

不同组合的滤光片可以将不同波长的荧光信号送到不同的光电倍增管(PMT)，如接收绿色荧光(FITC)的PMT前面配置的滤光片是LP550和BP525,接收色橙红色荧光(PE)的PMT前面配置的滤光片是LP600和BP575，接收红色荧光(CY5)的PMT前面配置的滤光片是LP650和BP675。