[发明专利]使用混合模式光源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：

可在放大式自发辐射ASE模式和激光模式下操作的激光二极管光源，所述ASE模式包括不含单个主峰的波长范围内的频率分量，所述激光模式包括工作频率处的单个主峰；

物镜，其被定位成将来自所述激光二极管光源的聚焦跟踪光束引导到样品容器中的定位上并且接收从所述样品容器中的样品反射的所述聚焦跟踪光束；以及

图像传感器，其包括多个像素定位以接收从所述样品容器中的定位反射的所述聚焦跟踪光束，其中反射聚焦跟踪光束在所述图像传感器上产生光斑；

其中，所述激光二极管光源被配置成在高于对于在所述ASE模式下的操作的功率水平，并低于对于完全工作在激光模式的功率水平的功率水平下操作。

2.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述激光二极管光源被操作的所述功率水平在比所述激光二极管光源的激光发射阈值电流高2％至10％的输入电流处。

3.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述激光二极管光源的激光工作电流被设定在高于激光阈值电流0.6mA和3.0mA之间。

4.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述激光二极管光源的功率水平被设置为使得在5％处的激光光谱全宽大于2nm。

5.根据权利要求1所述的成像系统，其中，选择所述激光二极管光源被操作的所述功率水平，使得在给定频率处的激光二极管输出中的主峰具有比所述激光二极管输出中的任何副峰大了15％-100％的归一化强度。

6.根据权利要求1所述的成像系统，其中，选择所述激光二极管光源被操作的所述功率水平，使得在给定频率处的激光二极管输出中的主峰具有比所述激光二极管输出中的副峰的归一化强度大了15％-25％的归一化强度。

7.根据权利要求1所述的成像系统，其中，选择所述激光二极管光源被操作的所述功率水平，使得在给定频率处的激光二极管输出中的主峰具有比所述激光二极管输出中的副峰的归一化强度大了15％-200％的归一化强度。

8.根据权利要求1所述的成像系统，还包括光束分离器，以将来自所述激光二极管光源的所述聚焦跟踪光束分成至少两个聚焦跟踪光束以从所述样品容器中的定位反射，并且在所述图像传感器上提供至少两个光斑，其中所述激光二极管光源被操作的所述功率水平被选择，使得在所述图像传感器上的所述至少两个光斑的光斑稳定性间隔小于18nm。

9.根据权利要求1所述的成像系统，其中，选择所述激光二极管光源被操作的所述功率水平，使得在所述图像传感器上的所述光斑上的边缘通量的量小于10％的跨越所述光斑的剖面的峰峰值。

10.根据权利要求1所述的成像系统，还包括通信地耦合到所述图像传感器的窗口化正弦滤波器或布莱克曼窗口滤波器，以接收来自所述图像传感器的输出信号，以减少在所述图像传感器上的所述光斑的位置随着时间的过去的标准偏差。

11.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述激光二极管光源被操作的功率水平被选择为对于所述图像传感器感测所述聚焦跟踪光束的曝光时间不长于满足对聚焦跟踪的预定时延要求的时间限制的最小功率。

12.根据权利要求11所述的成像系统，其中，所述图像传感器所需的曝光时间小于250μs。