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。

在主动式自动光学检测系统中，获取高质量的图像具有重要意义。除相机外，光源热稳定性对获取的图像质量也会产生重要影响。为了确保光学检测系统光源的热稳定性以获取高质量的图像，论文提出了一种散热型LED阵列结构光源设计方法。首先，基于单个LED热阻特性建立单个LED的热阻模型。其次，以两个相邻的LED为例，分析同色光LED在单一阵列中的结温特性，并建立LED阵列结构光源的结温模型。最后，基于建立的结温模型，提出散热型LED阵列结构光源设计方法。特别地，论文提出了将散热型结构光源设计问题分解为两个相对简单子问题的方法，进而简化结构光源设计过程。实验结果表明，该设计方法的仿真结温偏差在−0.33%~0.33%之间，实验结温偏差为2.28%，验证了该方法的有效性。