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原文传递一种并行光学相干层析成像设备自动对焦系统和方法

专利名称：	一种并行光学相干层析成像设备自动对焦系统和方法
摘要：	本发明提供一种并行光学相干层析成像设备自动对焦系统和方法，包括有光源产生光；将光分解为采样光和参考光，采样光照射待测样品后返回第一回光，参考光照射参考镜面后返回第二回光；将第一回光和第二回光合束成第一合成光，检测获得第一合成光的光学相干层析信号强度峰值；将参考镜面共轭至待测样品表面作为参考成像面；将样品臂焦平面定位在参考成像面上，根据光学相干层析信号强度峰值确定样品臂焦平面，完成自动对焦。本发明基于并行光学相干层析成像设备本身作为多通道的弱相位时域光学干涉系统，利用系统本身的自检测量能力，无需额外对焦模块，以微米以下的重复精度实现显微物镜的焦面、参考臂镜面同时对准折射材料下表面的快速对焦过程。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	中国科学院重庆绿色智能技术研究院
发明人：	王金玉;汪岳峰;尹韶云;杜凯;李刚
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201910411934.7
公开号：	CN110132897A
代理机构：	上海光华专利事务所(普通合伙)
代理人：	尹丽云
分类号：	G01N21/45(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	400714 重庆市北碚区方正大道266号
主权项：	1.一种并行光学相干层析成像设备自动对焦方法，其特征在于，所述方法包括有：一光源产生光；将所述光分解为采样光和参考光，所述采样光照射待测样品后返回第一回光，所述参考光照射参考镜面后返回第二回光；将所述第一回光和第二回光合束成第一合成光，检测第一合成光的光学相干层析信号强度，获得第一合成光的光学相干层析信号强度峰值；将参考镜面共轭至待测样品表面作为参考成像面；将样品臂焦平面定位在所述参考成像面上，根据光学相干层析信号强度峰值确定样品臂焦平面，完成自动对焦。 2.根据权利要求1所述的并行光学相干层析成像设备自动对焦方法，其特征在于，还包括有，完成自动对焦后，迭代调焦提高对焦精度，具体包括：将样品臂焦平面定位在所述参考成像面上；在样品臂中的折射介质表面设置标记，根据标记的像面清晰峰值确定样品臂焦平面。 3.根据权利要求1所述的并行光学相干层析成像设备自动对焦方法，其特征在于：还包括有设置照明光瞳的回转对称结构与探测光瞳相对光轴不重合而构成的非回转对称光瞳，所述非回转对称光瞳用于阻挡第一回光中覆盖样品表面的折射介质的反射光与第二回光合成第一合成光。 4.根据权利要求1所述的并行光学相干层析成像设备自动对焦方法，其特征在于：还包括有在样品臂和/或参考臂扫描时，将电机按照预设扫描方向的反方向退回预定定位位置，并再沿着预设扫描方向进行扫描。 5.根据权利要求3所述的并行光学相干层析成像设备自动对焦方法，其特征在于：待测样品上表面与覆盖待测样品的折射介质下表面设置一空腔，在非回转对称光瞳排布下，在空腔处填充浸没介质。 6.根据权利要求3所述的并行光学相干层析成像设备自动对焦方法，其特征在于：在非回转对称光瞳排布下，样品臂中的第一照明光瞳偏离光轴或样品臂中的第二照明光瞳覆盖光轴，并相对光轴非旋转对称。 7.根据权利要求3所述的并行光学相干层析成像设备自动对焦方法，其特征在于：在非回转对称光瞳排布下，样品臂中的环形第三照明光瞳内径大于探测臂中的圆形第一探测光瞳外径或样品臂中的环圆形第三照明光瞳外径小于探测臂中的环形第一探测光瞳内径。 8.根据权利要求3所述的并行光学相干层析成像设备自动对焦方法，其特征在于：在非回转对称光瞳排布下，样品臂中任意形状的第三照明光瞳和探测臂中任意形状的探测光瞳相对光轴非旋转对称。 9.一种并行光学相干层析成像设备自动对焦系统，其特征在于，包括有：光源模块，用于产生光；光源分解模块，用于将光源模块产生的光分解为采样光和参考光；光学相干层析信号采集模块，将采样光照射待测样品后返回第一回光，以及参考光照射参考镜面后返回第二回光；将所述第一回光和第二回光合束成第一合成光，检测第一合成光的光学相干层析信号强度，获得第一合成光的光学相干层析信号强度峰值；对焦模块，将参考镜面共轭至待测样品表面作为参考成像面；将样品臂焦平面定位在所述参考成像面上，根据光学相干层析信号强度峰值确定样品臂焦平面，完成自动对焦。 10.根据权利要求9所述的并行光学相干层析成像设备自动对焦系统，其特征在于：所述对焦模块还包括有完成自动对焦后，迭代调焦提高对焦精度，具体包括：在样品臂中的折射介质表面设置标记，根据标记的像面清晰峰值确定样品臂焦平面。 11.根据权利要求9所述的并行光学相干层析成像设备自动对焦系统，其特征在于：所述光学相干层析信号采集模块还包括有设置照明光瞳的回转对称结构与探测光瞳相对光轴不重合而构成的非回转对称光瞳，非回转对称光瞳用于阻挡第一回光中覆盖样品表面的折射介质的反射光与第二回光合成第一合成光。 12.根据权利要求11所述的并行光学相干层析成像设备自动对焦系统，其特征在于：所述系统还包括有：待测样品上表面与覆盖待测样品的折射介质下表面设置一空腔，在非回转对称光瞳排布下，在空腔处填充浸没介质。 13.根据权利要求11所述的并行光学相干层析成像设备自动对焦系统，其特征在于：在非回转对称光瞳排布下，样品臂中的第一照明光瞳偏离光轴或样品臂中的第二照明光瞳覆盖光轴，并相对光轴非旋转对称。 14.根据权利要求11所述的并行光学相干层析成像设备自动对焦系统，其特征在于：在非回转对称光瞳排布下，样品臂中的环形第三照明光瞳内径大于探测臂中的圆形第一探测光瞳外径或样品臂中的环圆形第三照明光瞳外径小于探测臂中的环形第一探测光瞳内径。 15.根据权利要求11所述的并行光学相干层析成像设备自动对焦系统，其特征在于：在非回转对称光瞳排布下，样品臂中任意形状的第三照明光瞳和探测臂中任意形状的探测光瞳相对光轴非旋转对称。
所属类别：	发明专利