[实用新型]电控液晶级联芯片和使用其的偏光显微镜

说明书

本实用新型公开了一种电控液晶级联芯片，包括由多个平行设置的电控液晶微镜组成的电控液晶微镜组，多个电控液晶微镜的光轴在垂直方向上重合，相邻两个电控液晶微镜的放置方向相反，每个电控液晶微镜包括从上到下平行设置的第一基片、图案电极、第一定向层、液晶层、第二定向层、公共电极、以及第二基片，在从上到下的方向上，各个电控液晶微镜中图案电极的孔径逐渐减小，各个电控液晶微镜的图案电极和公共电极的一端分别连接到外部电压信号U1，U2，…，Un，其中n表示电控液晶微镜组中电控液晶微镜的总数。本实用新型克服了机械移动或转动控光所带来的诸多弊端，并具有成像波束调控效能高、成像光场适应性好、成像系统体积和质量小、环境适应性好的优点。

技术领域

本实用新型属于显微成像技术领域，更具体地，涉及一种电控液晶级联芯片和使用其的偏光显微镜。

背景技术

在现今的光学显微成像领域，偏光显微镜得到了日益广泛的应用。为了实现不同放大倍率下的操作，现有的偏光显微镜通常是需要手动更换不同倍率的物镜或对物镜进行机械调焦操作，而在对具有强散射特征的活性生物质(如典型的细胞组织或基因等)进行观测时，需要在成像光路中加入具有成像光波从优振动取向适配能力的偏光片或偏光镜组。

然而，上述偏光显微镜都存在一些不可避免的缺陷：第一，其显微放大成像能力是固定(典型的如5倍、10倍等放大倍率)且不能精细调节的；第二，显微物镜的通光孔径伴随该偏光显微镜的固定放大倍率而同样呈现断续性，从而导致成像的匹配性差；第三，显微物镜的结构尺寸大、响应慢、机械惯性大、物理状态转换时间长，这会导致在需要更换成像镜头、调焦操作、或加入偏振片或偏振镜组后，无法进行光学状态的任意切入或跳变(例如直接需要从5倍调节到22倍等)，调焦的机械运动会影响成像操作稳定性；第四，伴随着更换成像镜头或调焦过程的连续进行，在长焦或短焦端的像质常显著降低；第五、更换成像镜头、调焦操作、或加入偏振片或偏振镜组会导致成像过程中断，造成成像完整性和实时性差，因此使得该种显微物镜不适用于活性生物质的快速过程检测；第六，更换成像镜头、调焦操作、或加入偏振片或偏振镜组会导致无法快速调变景深以及可清晰成像的像场深度；第七，更换成像镜头、调焦操作、或加入偏振片或偏振镜组会导致无法快速切换成像面或对焦面而对不同深度处的微纳目标清晰成像；第八，更换成像镜头、调焦操作、或加入偏振片或偏振镜组会导致无法实现快速调变成像视场；第九，显微镜的体积和质量大，操作繁杂；第十，更换成像镜头、调焦操作、或加入偏振片或偏振镜组都需要在开放性的工作环境中进行，这会导致有密闭性要求的成像目标受环境干扰甚至污染。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种电控液晶级联芯片和使用其的偏光显微镜，其目的在于，解决现有偏光显微镜中存在的上述技术问题，其工作过程中无需更换成像镜头或执行机械调焦操作，也无需加入偏振片或偏振镜组，从而克服了机械移动或转动控光所带来的诸多弊端，并具有成像波束调控效能高、成像光场适应性好、成像系统体积和质量小、环境适应性好的优点。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种电控液晶级联芯片，包括由多个平行设置的电控液晶微镜组成的电控液晶微镜组，多个电控液晶微镜的光轴在垂直方向上重合，相邻两个电控液晶微镜的放置方向相反，每个电控液晶微镜包括从上到下平行设置的第一基片、图案电极、第一定向层、液晶层、第二定向层、公共电极、以及第二基片，在从上到下的方向上，各个电控液晶微镜中图案电极的孔径逐渐减小，孔径最大的图案电极的孔径大小是2-3毫米，孔径最小的图案电极的孔径大小是100-200微米，各个电控液晶微镜的图案电极和公共电极的一端分别连接到外部电压信号U1，U2，…，Un，其中n表示电控液晶微镜组中电控液晶微镜的总数。

优选地，所述电控液晶级联芯片进一步包括分别设置在电控液晶微镜组顶部和底部的第一增透膜和第二增透膜。

优选地，所有电控液晶微镜的图案电极的形状完全相同，图案电极的形状是圆环形或者方环形。