[实用新型]一种液晶偏振成像透镜装置及偏振成像系统

说明书

本实用新型公开了一种液晶偏振成像透镜装置及偏振成像系统。该装置包括：基板、取向膜以及液晶层；取向膜设置于基板的一侧，液晶层设置于取向膜远离基板的一侧；取向膜具有分子指向矢呈设定分布的控制图形，以使液晶层中的液晶分子自组装成设定的液晶焦锥畴周期结构；液晶焦锥畴周期结构包含多个具有旋转对称性破缺的液晶焦锥畴，其中，至少两个周期的液晶焦锥畴的尺寸不同。本实用新型实施例提供的液晶偏振成像透镜装置具有制备工艺简单、成本低以及多焦距的优点。

技术领域

本实用新型实施例涉及目标探测技术领域，尤其涉及一种液晶偏振成像透镜装置及偏振成像系统。

背景技术

光信号包含振幅、频率、相位、偏振态等相互独立的信息分量，普通成像技术只能探测目标景物一定波段的光强度分布。偏振成像技术融合了偏振探测、成像获取、图像处理等技术手段，可同时获得光波信号的图像信息和偏振信息。由于一般的探测目标具备各自特有的偏振特性指标，如偏振度、偏振方位角以及偏振椭圆率等，结合二维图像信息，可以以此作为探测识别的依据。因此，偏振成像技术在识别隐藏、伪装目标，水下搜索追踪，机载遥感成像，工业显微无损检测，生物病变组织的医疗成像等领域都有着良好的应用前景。

传统的偏振成像一般基于全斯托克斯矢量偏振成像或者基于焦平面阵列法实现偏振成像，但是传统的偏振成像系统具有实现技术难度大以及成本高的问题。如何简单高效地实现实时光强成像与偏振成像功能的结合需要进一步研究。

实用新型内容

本实用新型提供一种液晶偏振成像透镜装置及偏振成像系统，以实现简化偏振成像透镜装置的制备工艺、降低成本以及增加偏振成像透镜装置焦距个数的有益效果。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种液晶偏振成像透镜装置，该装置包括：

基板、取向膜以及液晶层；

取向膜设置于基板的一侧，液晶层设置于取向膜远离基板的一侧；

取向膜具有分子指向矢呈设定分布的控制图形，以使液晶层中的液晶分子自组装成设定的液晶焦锥畴周期结构；

液晶焦锥畴周期结构包含多个具有旋转对称性破缺的液晶焦锥畴，其中，至少两个周期的液晶焦锥畴的尺寸不同。

可选的，液晶焦锥畴周期结构为液晶焦锥畴阵列；取向膜具有分子指向矢分布呈格状的控制图形，以使液晶层中的液晶分子自组装形成液晶焦锥畴阵列；

其中，格状的控制图形包括多行多列单元格，奇数行的单元格沿列方向上的尺寸小于偶数行单元格沿列方向上的尺寸。

可选的，液晶焦锥畴周期结构为液晶焦锥畴阵列；取向膜具有分子指向矢分布呈格状的控制图形，以使液晶层中的液晶分子自组装形成液晶焦锥畴阵列；

其中，格状的控制图形包括多列单元格，每列单元格中包含多个所述单元格，至少两列单元格沿行方向上的尺寸不同。

可选的，每个单元格中的取向膜的分子指向矢关于单元格的列方向的中心分割线镜像对称，且单元格中的取向膜的分子指向矢与单元格的列方向的中心分割线的夹角均为α1，30°≤α1≤40°；

每列单元格的奇数行中，单元格中的取向膜的分子指向矢呈倒八字；每列单元格的偶数行中，单元格中的取向膜的分子指向矢呈正八字。

可选的，每个单元格的沿行方向的尺寸范围为6um-22um，每列单元格的奇数行中，单元格的沿列方向的尺寸的范围为1-2um，每列单元格的偶数行中，单元格的沿列方向的尺寸与单元格的沿行方向的尺寸的比例的范围为 1.6:1-2.1:1。

可选的，取向膜具有分子指向矢分布呈同心圆环状的控制图形，以使液晶层中的液晶分子自组装形成同心圆环液晶焦锥畴周期结构；同心圆环液晶焦锥畴周期结构包括多个同心圆环液晶焦锥畴周期；