[发明专利]用于使用光源配置来进行改进的聚焦跟踪的系统和方法

权利要求书

1.一种成像系统，包括：

光源；

第一聚焦透镜，其定位成将来自所述光源的光束聚焦到在沿着所述成像系统中的所述光束的光路的预定定位处的光束腰；

光束分离器，其相对于所述第一聚焦透镜来定位以接收来自所述第一聚焦透镜的所述光束并创建第一光束和第二光束；

第二聚焦透镜，其定位成接收由所述光束分离器输出的所述第一光束和第二光束以将所接收的第一光束和第二光束聚焦到尺寸被设计成落在待成像的样品内的光斑，并且还定位成接收从所述样品反射的第一光束和第二光束；

图像传感器，其定位成接收从所述样品反射的所述第一光束和第二光束，所述光束腰的所述预定定位被选择以平衡从所述样品传播到所述图像传感器的所述第一光束和第二光束的直径；以及

棱镜，其定位于在所述第二聚焦透镜和所述图像传感器之间的所述光路中，所述棱镜具有两个棱镜半部分，所述棱镜被设计尺寸以基于所述两个棱镜半部分中的每一个棱镜半部分的角度来折射从所述样品反射的所述第一光束和第二光束，以会聚到所述图像传感器上。

2.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述光源包括激光器和光纤，所述光纤包括第一端和第二端，所述光纤的第一端连接成接收来自所述激光器的输出，其中，所述第一聚焦透镜定位于离所述光纤的第二端预定距离处。

3.根据权利要求2所述的成像系统，其中，使用所述第一聚焦透镜的焦距来确定在所述第一聚焦透镜和所述光纤的第二端之间的所述预定距离以将所述光束腰放置在沿着所述光束的所述光路的所述预定定位处。

4.根据权利要求2所述的成像系统，还包括安装结构以容纳所述第一聚焦透镜并维持所述第一聚焦透镜和所述光纤的第二端之间的空间关系，所述安装结构包括：

主体部分，其界定腔；以及

插入件，其可滑动地安装在所述主体部分的所述腔内，其中，所述插入件包括圆柱形腔，所述圆柱形腔包括相邻于所述第一聚焦透镜的第一端和相邻于所述光纤的第二端的第二端，进一步其中所述插入件在所述腔内线性地可调整以改变在所述第一聚焦透镜和所述光纤的第二端之间的距离。

5.根据权利要求4所述的成像系统，还包括锁定机构以将所述插入件的位置固定在所述主体部分内。

6.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述第一聚焦透镜是平凸透镜。

7.根据权利要求1所述的成像系统，其中，用于所述光束腰的沿着所述光束的所述光路的所述预定定位在600mm和800mm之间。

8.根据权利要求1所述的成像系统，其中，选择用于所述光束腰的沿着所述光束的所述光路的所述预定定位，使得从所述样品反射的所述第一光束和第二光束的在所述图像传感器上的光斑尺寸彼此间隔3-10个像素。

9.根据权利要求1所述的成像系统，其中，选择用于所述光束腰的沿着所述光束的所述光路的所述预定定位，使得从所述样品反射的所述第一光束和第二光束的在所述图像传感器上的光斑尺寸彼此间隔4-7个像素。

10.据权利要求1所述的成像系统，其中，选择用于所述光束腰的沿着所述光束的所述光路的所述预定定位，使得从所述样品反射的所述第一光束和第二光束的在所述图像传感器上的光斑尺寸彼此间隔5个像素。

11.根据权利要求1所述的成像系统，其中，选择用于所述光束腰的沿着所述光束的所述光路的所述预定定位，使得从所述样品反射的所述第一光束和第二光束的在所述图像传感器上的光斑尺寸在直径上不大于大约300μm。

12.根据权利要求1所述的成像系统，其中，选择用于所述光束腰的沿着所述光束的所述光路的所述预定定位，使得从所述样品反射的所述第一光束和第二光束的在所述图像传感器上的光斑尺寸在直径上不大于495μm。