[发明专利]用于波前寻址测调的液晶微镜、其制备方法和光学显微镜

说明书

本发明公开了一种用于波前寻址测调的液晶微镜，包括从上至下依次平行设置的第一增透膜、第一基片、图案化电极、第一液晶定向层、液晶层、第二液晶定向层、公共电极、第二基片、以及第二增透膜，图案化电极和公共电极彼此同心设置，图案化电极包括多个以对称方式排列的矩形子电极，各个矩形子电极之间是电绝缘的，每个矩形子电极上均匀设置有多个微孔，各个矩形子电极通过各自的电连接线从图案化电极引出，并与从公共电极引出的电连接线一起，分别连接到各个外部控制信号Uk的两端，用于在所述液晶微镜被接入光路从而形成光学显微镜时，实现以可寻址方式测量和调节波前。本发明具有可寻址时序测量及调变成像光束波前与点扩散函数用于显微成像测量的优点。

技术领域

本发明属于光学显微成像观察与精密测量技术领域，更具体地，涉及一种用于波前寻址测调的液晶微镜、其制备方法和光学显微镜。

背景技术

目前，光学(包括荧光)显微镜已经得到了日益广泛的应用。然而，现有的光学显微镜存在一些不可忽略的技术问题：第一、其不具备同时获取和调节光波前和图像的能力，而畸变的波前会降低成像分辨率、图像清晰度或对比度，并增大图像噪声；第二、其不具备通过时序测量成像波前与点扩散函数作为量化评估依据，从而监控和预测显微成像操作、效果及走势的能力；第三、即使其能够获取光波前，但是其不具备对光波前进行调节的能力；第四、常规光学显微成像均基于全视场成像展开，不具备对目标光波的点扩散函数的实时测量和校正能力；第五、常规光学显微成像受限于机械调焦精度，不具备成像面的精细层析选择、快速跳变或景深受控扩展能力；第六、由于常规光学显微成像受限于处理图像信息所依据的点扩散函数(Point spread function，简称PSF)，该函数又受制于由物镜和目镜所构成的常规显微成像光学系统，因此无法执行模糊图像的清晰化处理；第七、其无法有选择性地针对局部视场或特征目标，进行波前和点扩散函数的跟踪测量和校正处理。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于波前寻址测调的液晶微镜、其制备方法和光学显微镜，其目的在于，解决现有光学显微镜存在的上述技术问题，本发明的光学显微镜具有可寻址时序测量及调变成像光束波前与点扩散函数用于显微成像测量、可显微成像观测的微纳结构与光场适应性好、成像效能高、以及易与其它光学光电机械结构耦合的优点。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于波前寻址测调的液晶微镜，包括从上至下依次平行设置的第一增透膜、第一基片、图案化电极、第一液晶定向层、液晶层、第二液晶定向层、公共电极、第二基片、以及第二增透膜，图案化电极和公共电极彼此同心设置，图案化电极包括多个以对称方式排列的矩形子电极，各个矩形子电极之间是电绝缘的，每个矩形子电极上均匀设置有多个微孔，各个矩形子电极通过各自的电连接线从图案化电极引出，并与从公共电极引出的电连接线一起，分别连接到各个外部控制信号U_k的两端，用于在所述液晶微镜被接入光路从而形成光学显微镜时，实现以可寻址方式测量和调节波前，其中k∈(1，p)，p表示图案化电极中矩形子电极的个数。

按照本发明的另一方面，提供了一种用于波前寻址测调的液晶微镜，包括从上至下依次平行设置的第一增透膜、第一基片、图案化电极、第一液晶定向层、液晶层、第二液晶定向层、公共电极、第二基片、以及第二增透膜，图案化电极和公共电极彼此同心设置，图案化电极包括从内到外同心设置的一个圆形子电极、以及多个圆环形子电极，圆形子电极与其相邻的圆环形子电极之间、以及相邻圆环形子电极之间是电绝缘的，圆形子电极和每个圆环形子电极上均匀设置有多个微孔，圆形子电极和各个圆环形子电极通过各自的电连接线从图案化电极引出，并与从公共电极引出的电连接线一起，分别连接到各个外部控制信号U_i的两端，用于在所述液晶微镜被接入光路从而形成光学显微镜时，实现以可寻址方式测量和调节波前，其中i表示该圆形子电极或圆环形子电极在整个图案化电极中的层数序号，且有i∈(1，n)，其中n表示图案化电极的层数。