[发明专利]自动聚焦装置

权利要求书

1.一种自动聚焦装置，其特征在于，包括：

光源；

分束器，用于将由所述光源发出的光束分成光信号的第一部分和光信号的第二部分；

光纤环形器，具有第一端口、第二端口和第三端口；其中在所述光纤环形器中的所述光信号仅从所述第一端口传播到所述第二端口以及从所述第二端口传播到所述第三端口；其中所述光纤环形器与所述光信号的第二部分在所述第一端口处耦合；

光准直仪，用于将从所述光纤环形器的所述第二端口输出的光通过分色镜和显微镜物镜导向到样品上，其中所述样品和物镜之间的间隔是能够调节的；

平衡检波器，用于将从放置所述样品的基片反射离开的光信号转换为模拟电压信号，其中，反射光信号被所述显微镜物镜捕获，并且通过所述分色镜、所述光准直仪，再从所述光纤环形器的所述第二端口输入且从所述光纤环形器的所述第三端口输出，从而被送到所述平衡检波器；其中，所述平衡检波器使用所述光信号的第一部分作为输入；以及

微处理器，用于处理来自所述平衡检波器的所述模拟电压信号。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述平衡检波器用所述光信号的第一部分分离所述反射光信号，从而抵消随着时间光源强度的任何改变。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光纤元件可以被自由空间等效物代替。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微处理器基于通过所述平衡检波器测量的电压信号峰值和从可调整的显微镜载台接收的定位反馈产生用于移动所述可调整的显微镜载台的位置的命令，以获得需要的光学聚焦。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，为了使得所述样品和所述显微镜物镜之间保持特定距离，所述微处理器连续监控电压信号并且产生用于移动所述可调整的显微镜载台的位置的命令。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微处理器连续监控所述电压信号并且寻找所述样品和所述显微镜物镜之间的距离的改变，以使得来自所述检波器的所述电压最大化或者将电压值保持在特定点。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微处理器基于来自所述平衡检波器的模拟电压信号确定所述样品的位置，然后控制所述可调整的显微镜载台的位置以保持聚焦。

8.一种自动聚焦装置，其特征在于，包括：

光源；

光纤环形器，具有第一端口、第二端口和第三端口；其中在所述光纤环形器中的光信号仅从所述第一端口传播到所述第二端口以及从所述第二端口传播到所述第三端口；其中所述光纤环形器在第一端口处耦合到所述光源输出的光信号；

光准直仪，用于将来自所述光纤环形器的所述第二端口输出的光通过分色镜和显微镜物镜导向到样品上，其中所述样品被放置于可调整的显微镜载台上；

光电二极管检测器，用于将从放置所述样品的基片反射离开的光信号转换为模拟电压信号，其中，所述反射光信号被所述显微镜物镜捕获，并且通过所述分色镜、所述光准直仪，再从所述光纤环形器的所述第二端口输入并且从所述光纤环形器的所述第三端口输出，从而被发送到光电二极管检测器；以及

微处理器，用于处理来自所述光电二极管检测器的所述模拟电压信号。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述光源的光强度的改变的时间过程比所述可调整的显微镜载台的移动的时间周期更长。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述微处理器基于通过所述光电二极管检测器测量的电压信号峰值产生用于移动所述可调整的显微镜载台的位置的命令，以获得需要的光学聚焦。

11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，为了使得所述样品和所述显微镜物镜之间保持特定距离，所述微处理器连续监控所述电压信号并且产生用于移动所述可调整的显微镜载台的位置的命令。

12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，为了使得所述样品和所述显微镜物镜之间保持特定距离，所述微处理器连续监控所述电压信号并且产生用于移动所述物镜的位置的命令。

13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述微处理器基于来自所述光电二极管检测器的模拟电压信号和从所述可调整的显微镜载台接收的定位反馈确定所述样品的位置。