[发明专利]一种用于显微拉曼光谱仪的自动对焦系统及对焦方法

说明书

本发明提供了一种用于显微拉曼光谱仪的自动对焦系统及对焦方法，包括激光器、PSD位置传感器、数模转换器、处理器、步进电机与载物台；所述激光器发射激光照射位于载物台的样品上后反射至所述PSD位置传感器，所述PSD位置传感器将探测得的位置模拟信号传输给数模转换器转换为数字信号，所述数字信号经过处理器计算的得出样品的位置信息，并根据所述位置信息发送脉冲给所述步进电机带动所述载物台进行对焦。本发明利用PSD位置传感器实现显微拉曼的快速对焦功能。同时本发明响应速度快，无需复杂算法，硬件设计简单，1毫秒即可执行对焦操作。

技术领域

本发明涉及一种显微拉曼光谱技术领域，具体而言，涉及一种显微拉曼光谱仪自动对焦的技术领域。

背景技术

目前市面上的显微拉曼种类非常多，大部分都是手动进行样品的对焦，只有少数部分使用摄像头进行图像进行对焦。手动对焦众所周知，需要先转动粗准焦螺旋，找到大致位置，再转动细准焦螺旋进行调整，这样需要花费大量时间；通过摄像头进行图像处理算法进行自动对焦，此方法所使用的算法复杂，且识别度低的物体难以寻找正确焦点，因此局限性和实现算法的复杂性，成为摄像头对焦的最大难题。因此现有的两种对焦方式，一种速度慢，一种实现复杂且存在局限性。

发明内容

基于背景技术存在的问题，本发明在不增加复杂算法以及硬件设计的基础上，提供一种用于显微拉曼光谱仪的自动对焦的设计方案，此方案显著提升了显微拉曼光谱仪的自动对焦的性能。

本发明采用了如下方案：

一种用于显微拉曼光谱仪的自动对焦系统，包括激光器、PSD位置传感器、数模转换器、处理器、步进电机与载物台；所述激光器发射激光照射位于载物台的样品上后反射至所述PSD位置传感器，所述PSD位置传感器将探测得的位置模拟信号传输给数模转换器转换为数字信号，所述数字信号经过处理器计算的得出样品的位置信息，并根据所述位置信息发送脉冲给所述步进电机带动所述载物台进行对焦。

优选地，所述激光器和载物台之间还设置有双光透镜、半反半透镜以及物镜；所述激光器发射激光经过所述双光透镜改变方向后，再透射过所述半反半透镜后经过所述物镜聚焦到样品上，经过所述样品反射后的光再通过所述半反半透镜反射至所述PSD位置传感器上。

优选地，所述处理器为单片机。

优选地，所述激光器发射650nm的激光光束。

另提出一种用于显微拉曼光谱仪的自动对焦方法，包括如下步骤：

(1)通过激光器发射激光到样品上后反射至PSD位置传感器；

(2)所述PSD位置传感器将探测得的位置模拟信号传输给数模转换器转换为数字信号；

(3)所述数字信号经过处理器计算的得出样品的位置信息，并根据所述位置信息发送脉冲给步进电机带动所述载物台进行对焦。

优选地，所述步骤(1)包括如下步骤；

(a)所述激光器发射激光经过双光透镜改变方向后，再透射过半反半透镜后经过所述物镜聚焦到样品上；

(b)经过所述样品反射后的光再通过所述半反半透镜反射至所述PSD位置传感器上。

优选地，还包括如下步骤：