技术特征：
1.一种激光对焦成像系统，其特征在于：包括激光二极管(101)、衍射元件(102)、二向色镜(103)、第一会聚透镜(104)、反射镜(106)、第二会聚透镜(107)、探测器(108)、第三会聚透镜(109)、成像传感器(110)、环形光源(111)；所述激光二极管(101)发出的准直激光经过衍射元件(102)被分成三束彼此平行的子激光束，所述三束子激光束随后经过二向色镜(103)被反射，被反射的三束子激光束经过第一会聚透镜(104)被会聚到样品(105)上表面，随即被样品(105)反射，反射的三束子激光束经过第一会聚透镜(104)后被平行传输到二向色镜(103)，随即被二向色镜(103)反射，被二向色镜(103)反射的三束子激光束经过反射镜(106)被反射，被反射镜(106)反射的三束子激光束经过第二会聚透镜(107)被会聚到探测器(108)上；所述探测器(108)为线阵探测器；通过调整样品(105)上表面与第一会聚透镜(104)的距离，使得经过第二会聚透镜(107)会聚到探测器(108)的子激光束位于探测器(108)的中点，从而实现激光对焦；所述环形光源(111)发出光源照射到样品(105)上表面，被样品(105)上表面反射和散射后形成成像光束，随即成像光束经过第一会聚透镜(104)被准直成平行光束，再经过二向色镜(103)被透过到第三会聚透镜(109)，被第三会聚透镜(109)会聚到成像传感器(110)；所述成像传感器(110)用于接收成像光束并形成样品(105)上表面图像。2.一种激光对焦成像系统，其特征在于：包括激光二极管(101)、衍射元件(102)、二向色镜(103)、第一会聚透镜(104)、弧形反射镜(112)、探测器(108)、第三会聚透镜(109)、成像传感器(110)、环形光源(111)；所述激光二极管(101)发出的准直激光经过衍射元件(102)被分成三束彼此平行的子激光束，所述三束子激光束随后经过二向色镜(103)被反射，被反射的三束子激光束经过第一会聚透镜(104)被会聚到样品(105)上表面，随即被样品(105)反射，反射的三束子激光束经过第一会聚透镜(104)后被平行传输到二向色镜(103)，随即被二向色镜(103)反射，被二向色镜(103)反射的三束子激光束经过弧形反射镜(112)被反射并会聚到探测器(108)上；所述探测器(108)为线阵探测器；通过调整样品(105)上表面与第一会聚透镜(104)的距离，使得经过弧形反射镜(112)被反射并会聚到探测器(108)的子激光束位于探测器(108)中点，从而实现激光对焦；所述环形光源(111)发出光源照射到样品(105)上表面，被样品(105)上表面反射和散射后形成成像光束，随即成像光束经过第一会聚透镜(104)被准直成平行光束，再经过二向色镜(103)被透过到第三会聚透镜(109)，被第三会聚透镜(109)会聚到成像传感器(110)；所述成像传感器(110)用于接收成像光束并形成样品(105)上表面图像。3.一种根据权利要求1或2所述的一种激光对焦成像系统，其特征在于，所述二向色镜(103)的反射波长与激光二极管(101)发出的准直激光的波长一样。4.一种根据权利要求2所述的一种激光对焦成像系统，其特征在于，所述环形光源(111)发出光源的波长与所述二向色镜(103)的反射波长不一样。5.一种权利要求1或2所述激光对焦成像系统的偏移量的自动化检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：设置激光对焦成像系统的偏移量为0，所述偏移量为激光对焦成像系统形成的会聚焦点与样品上表面的距离差，当偏移量为0，即会聚焦点与样品上表面重合；在偏移量为0时成像传感器(110)拍摄下对应的样品局部图像；
步骤二：随后分别设置激光对焦成像系统的偏移量为2a，a，-a和-2a，a的范围为10～50um，在不同偏移量时成像传感器(110)拍摄下对应的样品局部图像；步骤三：计算机分析不同偏移量拍摄到的样品局部图像，通过图像算法分析出各个图像的清晰度评价函数；所述清晰度评价函数包括灰度梯度类函数，频域分析类函数以及统计学函数；步骤四：使用清晰度评价函数分析不同偏移量拍摄到的样品局部图像，得到不同偏移量下清晰度评价函数的曲线图，所述曲线图显示了不同偏移量下清晰度的变化；步骤五：选出清晰度评价函数最高的两个偏移量，并在所述两个偏移量中选出四个偏移量，重复步骤二至步骤四，直至清晰度评价函数最高的两个偏移量的偏移量之差小于a/20时，取此时清晰度评价函数最高的偏移量。
技术总结
本发明公开了一种激光对焦成像系统及系统的偏移量的自动化检测方法。激光对焦系统通常用于无限远共轭光学系统中，可以检测物方待测样品的位置。其耦合到对应的检测系统或者观察系统中，虽然能够获得一致的对焦结果，但是由于激光对焦系统本身的误差，激光对焦系统耦合到系统中的安装误差以及激光对焦系统波长与检测或者成像系统使用波长的差异，导致激光对焦系统认定的样品位置并非检测系统或观察系统的成像最清晰位置，因此需要设置激光对焦系统的偏移量。本发明提出了一种激光对焦成像系统，能够判断样品上表面与激光对焦系统的焦面的相对位置，同时，提出了一种自动化设置偏移量的方法。本发明具有成本低，精度高，自动化程度高的特点。程度高的特点。程度高的特点。
技术研发人员：王智 杨青 庞陈雷
受保护的技术使用者：之江实验室
技术研发日：2021.12.21
技术公布日：2022/5/10