激光准直调节方法与系统、光学设备及介质技术方案

本发明专利技术提供了激光准直调节方法与系统、光学设备及介质。光学设备包括一光路调整装置，一成像装置，一物镜，和一升降样品台；一激光经光路调整装置和物镜后照射于升降样品台上的一样品上，成像装置能够对样品成像；该激光准直调节方法中通过获取聚焦光斑，调节光路调整装置使得聚焦光斑与物镜的光轴的偏差小于一第一阈值，这样就能够实现激光平行于物镜的光轴；接着再通过获取散焦光斑，调节光路调整装置使得散焦光斑与物镜的光轴偏差小于一第二阈值，这样就能够实现激光的光束中心与物镜的光轴重合。该方法能够快速、准确地实现激光准直调节。直调节。直调节。

【技术实现步骤摘要】
激光准直调节方法与系统、光学设备及介质


[0001]本专利技术涉及光学设备的激光准直
，尤其涉及光学设备的激光准直调节方法和激光准直调节系统、计算机可读存储介质，以及执行该激光准直调节方法的光学设备和包含该激光准直调节系统的光学设备。

技术介绍

[0002]随着科学研究的发展和光子产业的升级，对于能够在介观尺度精细表征材料光学特性，并且能够实时快速获取样品信息的强烈需求将促进相关检测技术的进步。通常用于光学测量的光学设备使用激光作为激发光源经激发光路后进入显微模块，然后照射样品表面，样品产生的信号光通过显微模块后被收集光路收集处理。光学设备中，激光光束中心常常偏离物镜的光轴，这样激光照射到样品表面形成的光斑中心就偏离了视野中心。如何快速准确地进行激光准直调节是光学设备研发的一个重要课题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种光学设备的激光准直调节方法，所述光学设备包括一光路调整装置，一成像装置，一物镜，和一升降样品台；一激光经所述光路调整装置和所述物镜后照射于所述升降样品台上的一样品上，所述成像装置能够对所述样品成像；所述方法包括如下步骤：步骤P11：控制所述升降样品台升降并从所述成像装置获取具有一聚焦光斑的一第一图像，所述聚焦光斑为所述激光处于聚焦状态时的光斑；步骤P12：识别所述聚焦光斑的中心的一第一坐标，判断所述第一坐标与所述物镜的光轴的一参考坐标之间的第一差值的绝对值是否小于一第一阈值；所述第一坐标为所述聚焦光斑的中心在一坐标平面的投影的坐标，所述参考坐标为所述物镜的光轴在所述坐标平面的投影的坐标，所述坐标平面垂直于所述升降样品台的升降方向；步骤P13：当所述第一差值的绝对值大于或等于所述第一阈值时，根据所述第一差值控制所述光路调整装置以使得所述第一差值的绝对值小于所述第一阈值；当所述第一差值的绝对值小于所述第一阈值时，不执行步骤P13；步骤P21：控制所述升降样品台升降并从所述成像装置获取具有一散焦光斑的一第二图像，所述散焦光斑为所述激光处于散焦状态时的光斑；步骤P22：识别所述散焦光斑的中心的一第二坐标，判断所述第二坐标与所述物镜的光轴的所述参考坐标之间的第二差值的绝对值是否小于一第二阈值；所述第二坐标为所述散焦光斑的中心在所述坐标平面的投影的坐标；步骤P23：当所述第二差值的绝对值大于或等于所述第二阈值时，根据所述第二差值控制所述光路调整装置以使得所述第二差值的绝对值小于所述第二阈值；当所述第二差值的绝对值小于所述第二阈值时，不执行步骤P23。
[0004]本专利技术还提供了一种光学设备的激光准直调节方法，所述光学设备包括一光路调
整装置和一物镜，一激光经所述光路调整装置后通过所述物镜；所述方法包括如下步骤：步骤P1：控制所述光路调整装置改变所述激光的倾角，使得所述激光平行于所述物镜的光轴；和步骤P2：控制所述光路调整装置平移所述激光，使得所述激光的光束中心与所述物镜的光轴重合。
[0005]本专利技术还提供了一种光学设备的激光准直调节系统，所述光学设备包括一光路调整装置和一物镜，一激光经所述光路调整装置后通过所述物镜；所述激光准直调节系统包括：一第一控制模块，用于控制所述光路调整装置改变所述激光的倾角，使得所述激光平行于所述物镜的光轴；和一第二控制模块，用于控制所述光路调整装置平移所述激光，使得所述激光的光束中心与所述物镜的光轴重合。
[0006]本专利技术还提供了一种光学设备的激光准直调节系统，所述光学设备包括一光路调整装置，一成像装置，一物镜，和一升降样品台；一激光经所述光路调整装置和所述物镜后照射于所述升降样品台上的一样品上，所述成像装置能够对所述样品成像；所述激光准直调节系统包括：一第一图像获取模块，用于控制所述升降样品台升降并从所述成像装置获取具有一聚焦光斑的一第一图像，所述聚焦光斑为所述激光处于聚焦状态时的光斑；一第一识别判断模块，用于识别所述聚焦光斑的中心的一第一坐标，判断所述第一坐标与所述物镜的光轴的一参考坐标之间的第一差值的绝对值是否小于一第一阈值；所述第一坐标为所述聚焦光斑的中心在一坐标平面的投影的坐标，所述参考坐标为所述物镜的光轴在所述坐标平面的投影的坐标，所述坐标平面垂直于所述升降样品台的升降方向；一第一控制执行模块，用于当所述第一差值的绝对值大于或等于所述第一阈值时，根据所述第一差值控制所述光路调整装置以使得所述第一差值的绝对值小于所述第一阈值；当所述第一差值的绝对值小于所述第一阈值时，不执行操作；一第二图像获取模块，用于控制所述升降样品台升降并从所述成像装置获取具有一散焦光斑的一第二图像，所述散焦光斑为所述激光处于散焦状态时的光斑；一第二识别判断模块，用于识别所述散焦光斑的中心的一第二坐标，判断所述第二坐标与所述物镜的光轴的所述参考坐标之间的第二差值的绝对值是否小于一第二阈值；所述第二坐标为所述散焦光斑的中心在所述坐标平面的投影的坐标；一第二控制执行模块，用于当所述第二差值的绝对值大于或等于所述第二阈值时，根据所述第二差值控制所述光路调整装置以使得所述第二差值的绝对值小于所述第二阈值；当所述第二差值的绝对值小于所述第二阈值时，不执行操作。
[0007]本专利技术还提供了一种光学设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述激光准直调节方法的步骤。
[0008]本专利技术还提供了一种光学设备，包括：一光路调整装置，一成像装置，一物镜，一升降样品台和一激光准直调节系统；一激光经所述光路调整装置和所述物镜后照射于所述升降样品台上的一样品上，所述成像装置能够对所述样品成像；所述激光准直调节系统为上
述的激光准直调节系统。
[0009]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，包括所述计算机程序被处理器执行时实现上述激光准直调节方法的步骤。
[0010]本专利技术提供了激光准直调节方法与系统、光学设备及介质。该激光准直调节方法中通过获取聚焦光斑，调节光路调整装置使得聚焦光斑与物镜的光轴的偏差小于一第一阈值，这样就能够实现激光平行于物镜的光轴；接着再通过获取散焦光斑，调节光路调整装置使得散焦光斑与物镜的光轴偏差小于一第二阈值，这样就能够实现激光的光束中心与物镜的光轴重合。该方法能够快速、准确地实现激光准直调节。
附图说明
[0011]图1为本专利技术提供的一种光学设备的结构示意图；图2为本专利技术提供的另一种光学设备的结构示意图；图3为本专利技术提供的一种光路调整装置结构示意图；图4为图2中第二调整机构的立体结构示意图；图5为本专利技术提供的激光准直调节方法的流程图；图6为本专利技术提供的激光的光束中心偏离物镜光轴的光路示意图；图7为本专利技术提供的聚焦光斑在坐标平面内的位置关系图；图8为本专利技术提供的激光与物镜光轴平行的光路示意图；图9为本专利技术提供的激光与物镜光轴平行时聚焦光斑和散焦光斑在坐标平面内的位置关系图；图10为本专利技术提供的激光在第一方向上偏转的过程示意图；图11为本专利技术提供的激光中心与物镜光轴重合的光路示意图；图12为本专利技术提供的激光中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
的步骤包括如下步骤P131、步骤P132、步骤P133中的一个；步骤P131：控制所述第一角度调整机构步进，实时测量所述第一坐标在所述第一方向的分量x1，直至|x1
‑
x0|小于所述第三阈值；步骤P132：获取预存的一第一对应关系，所述第一对应关系为相对于激光准直状态所述第一角度调整机构的第一调节量与x1
‑
x0的关系；根据激光准直调节时测得的x1
‑
x0和所述第一对应关系获得所述第一角度调整机构的第一调节量；控制所述第一角度调整机构调节所述第一调节量；步骤P133：根据激光准直调节时测得的x1
‑
x0和公式1计算在所述第一方向上所述激光与所述物镜的光轴的第一夹角θ1，公式1：θ1=arctan[（x1
‑
x0）/FL],FL为所述物镜的前焦距；控制所述第一角度调整机构以使所述激光在所述第一方向上相对于所述物镜的光轴转动所述第一夹角θ1；所述步骤P13中所述“控制所述第二角度调整机构以使得|y1
‑
y0|小于所述第四阈值”的步骤包括如下步骤P134、步骤P135、步骤P136中的一个；步骤P134：控制所述第二角度调整机构步进，实时测量所述第一坐标在所述第二方向的分量y1，直至|y1
‑
y0|小于所述第四阈值；步骤P135：获取预存的一第二对应关系，所述第二对应关系为相对于激光准直状态所述第二角度调整机构的第二调节量与y1
‑
y0的关系；根据激光准直调节时测得的y1
‑
y0和所述第二对应关系获得所述第二角度调整机构的第二调节量；控制所述第二角度调整机构调节所述第二调节量；步骤P136：根据激光准直调节时测得的y1
‑
y0和公式2计算在所述第二方向上所述激光与所述物镜的光轴的第二夹角θ2，公式2：θ2=arctan[（y1
‑
y0）/FL]；控制所述第二角度调整机构以使所述激光在所述第二方向上相对于所述物镜的光轴转动所述第二夹角θ2。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二坐标在所述第一方向的分量为x2、在所述第二方向的分量为y2；所述步骤P22中“判断所述第二坐标与所述物镜的光轴的所述参考坐标之间的第二差值的绝对值是否小于一第二阈值”的步骤包括：判断|x2
‑
x0|是否小于一第五阈值，且|y2
‑
y0|是否小于一第六阈值。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤P23包括：当|x2
‑
x0|大于或等于所述第五阈值时，控制所述第一平移机构以使得|x2
‑
x0|小于所述第五阈值；当|y2
‑
y0|大于或等于所述第六阈值时，控制所述第二平移机构以使得|y2
‑
y0|小于所述第六阈值。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤P23中所述“控制所述第一平移机构以使得|x2
‑
x0|小于所述第五阈值”的步骤包括如下步骤P231、步骤P232、步骤P233中的一个；步骤P231：控制所述第一平移机构步进，实时测量所述第二坐标在所述第一方向的分量x2，直至|x2
‑
x0|小于所述第五阈值；步骤P232：获取预存的一第三对应关系，所述第三对应关系为相对于激光准直状态所述第一平移机构的第一平移量与x2
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x0的关系；根据激光准直调节时测得的x2
‑
x0和所述第三对应关系获得所述第一平移机构的第一平移量；控制所述第一平移机构调节所述第一平移量；步骤P233：根据激光准直调节时测得的x2
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x0和公式3计算在所述第一方向上所述激光
与所述物镜的光轴的第一距离d1，公式3：d1=BFL*（x2
‑
x0）/h，BFL为所述物镜的后焦距，h为所述聚焦状态时所述升降样品台的高度与所述散焦状态时所述升降样品台的高度的差值；控制所述第一平移机构以使所述激光在所述第一方向上平移所述第一距离d1；所述步骤P23中所述“控制所述第二平移机构以使得|y2
‑
y0|小于所述第六阈值”的步骤包括如下步骤P234、步骤P235、步骤P236中的一个；步骤P234：控制所述第二平移机构步进，实时测量所述第二坐标在所述第二方向的分量y2，直至|y2
‑
y0|小于所述第六阈值；步骤P235：获取预存的一第四对应关系，所述第四对应关系为相对于激光准直状态所述第二平移机构的第二平移量与y2
‑
y0的关系；根据激光准直调节时测得的y2
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y0和所述第四对应关系获得所述第二平移机构的第二平移量；控制所述第二平移机构调节所述第二平移量；步骤P236：根据激光准直调节时测得的y2

【专利技术属性】
技术研发人员：张晶晶，朱汝楷，谢院生，
申请(专利权)人：星元极光苏州光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：