[发明专利]单片集成电控液晶双模微镜、其制备方法和光学显微镜

说明书

本发明公开了一种单片集成电控液晶双模微镜，包括从上至下依次平行设置的第一增透膜、至少一个组合电极、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，每个组合电极包括从上到下彼此平行且同心设置的第一电极、绝缘层、以及第二电极，第一电极采用中空结构，第二电极和公共电极采用实心结构，第二电极的形状与第一电极的外轮廓形状完全相同，其尺寸远小于第一电极的中空部分的尺寸，公共电极的形状与第一电极的外轮廓形状完全相同。本发明的光学显微镜具有对微纳目标和显微成像光场的适应性好、并易与其它光学光电机械结构耦合的优点。

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，涉及一种单片集成电控液晶双模(即聚光模式和散光模式)微镜、其制备方法和光学显微镜。

背景技术

目前，对于常规光学显微镜而言，如果需要调节其成像放大倍率、成像清晰度或视场等，主要采取以下方法：其一是更换不同倍率的物镜或目镜，其二是以机械移动方式调节物镜或目镜焦距，其三是以电子机械调焦方式调节物镜或目镜焦距；其四是基于点扩散函数锐化来处理光电数据来改变成像清晰度，其五是通过图像裁剪或拼接、以及图像数据插值或匀化取值来改变成像视场或放大率。

然而，现有的常规光学显微镜存在一些不可忽略的缺陷：1、更换不同倍率的物镜或目镜意味着无法实现无级变倍，针对复杂微纳目标及生物组织有时难以配置最佳成像倍率，并将人为中断显微成像观察过程；2、机械调焦由于存在惯性作用，所执行的是一种相对缓慢的显微成像效能变更，难以及时准确切入或跳变到所需的显微放大态，不适用于快速或活性生物组织的动态显微成像观测，同时存在机械调节范围和精度受限等问题；3、电子机械调焦则存在驱动结构的外形尺寸大，行走振动影响成像操作，以及同样存在可调节范围和精度受限等问题；4、包含物镜和目镜的显微成像光学系统基于点扩散函数的本征性，难以执行决定成像效能的点扩散函数其实时、连续或跳变式调节；5、通过图像裁剪或拼接、以及图像数据插值或匀化取值来改变成像视场或放大率，其无法获得动态过程的大视场实时图像；6、现有的常规光学显微镜都存在着基于图像信息处理的显微成像效能调节过程中，针对不同的微纳目标，存在适用性差、以及处理耗时差异性等问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种单片集成电控液晶双模微镜、其制备方法和光学显微镜，其目的在于，解决现有常规光学显微镜存在的上述技术问题，且本发明的光学显微镜具有对微纳目标和显微成像光场的适应性好、并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，提供了一种单片集成电控液晶双模微镜，包括从上至下依次平行设置的第一增透膜、至少一个组合电极、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，每个组合电极包括从上到下彼此平行且同心设置的第一电极、绝缘层、以及第二电极，第一电极采用中空结构，第二电极和公共电极采用实心结构，第二电极的形状与第一电极的外轮廓形状完全相同，其尺寸远小于第一电极的中空部分的尺寸，公共电极的形状与第一电极的外轮廓形状完全相同，其尺寸与第一电极的外轮廓尺寸完全相同，公共电极的公共端与第一电极的一端通过导电引线连接到第一外部控制信号U₁，公共电极的公共端与第二电极的一端通过导电引线连接到第二外部控制信号U₂。

优选地，第一增透膜和第二增透膜均是由常规光学增透膜制成，二者厚度相同，均为100纳米到700纳米，第一基片和第二基片均是由透光材料制成，其厚度均为1毫米到5毫米。

优选地，第一电极可以为中空圆形或者中空矩形，其中空部分可以是圆形或者矩形。

优选地，当第二电极是实心圆形时，其直径为5微米到10微米之间，当第二电极是实心矩形时，其横向的长度为5微米到10微米之间。

优选地，当公共电极是实心圆形时，其直径为10微米到500微米之间，当公共电极是实心矩形时，其横向的长度为10微米到500微米之间。