针对待测晶粒大的情况，为解决晶粒双面检测时双面之间产生光程差导致的的成像清晰度问题，提出了一种基于偏振分光成像法的半导体制冷器件晶粒相邻双面同时成像缺陷检测的装置。利用偏振分光器与直角转像棱镜对采用偏振分束器与偏振相机的晶粒天面和侧面同时等光程共焦成像检测装置进行了光学设计，完成了晶粒相邻双面同时等光程偏振成像缺陷检测的实验验证。结果表明，该偏振分光成像检测技术可以实现晶粒相邻面的同时缺陷检测，并能很好地满足相邻面等光程成像缺陷检测的性能要求。当晶粒相邻面等光程共焦时，检测分辨率可达到110 lp/mm以上，而当晶粒相邻面离焦（准共焦）仅±0.20 mm时，分辨率则降至45 lp/mm以下。本检测装置具有双面成像清晰度好、成像光路共焦调整方便、检测装置结构简单可靠，以及提高的缺陷检测性能等优点。

提出了一种半导体制冷器件晶粒相邻面同时准共焦成像检测的光学装置。选择晶粒天面成像光路中直角反射转像棱镜到玻璃载物转盘之间的距离调节来实现双面准共焦成像。设计了晶粒相邻面缺陷同时准共焦成像检测的光学系统，完成了晶粒相邻面缺陷同时准共焦成像检测的实验验证。结果表明，该检测装置可以实现晶粒相邻面缺陷同时成像检测的功能，满足晶粒相邻面缺陷成像检测的性能要求。具有提高检测速度、简化结构且提高系统可靠性等优点，可在晶粒缺陷智能检测筛选系统中获得应用。