CN111123500A - 电控液晶级联芯片、其制备方法和使用其的偏光显微镜 - Google Patents

Abstract

本发明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。本发明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。

Description

电控液晶级联芯片、其制备方法和使用其的偏光显微镜

技术领域

本发明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、其制备方法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。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种电控液晶级联芯片、其制备方法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，按照本发明的一个方面，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，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。

优选地，对于每个电控液晶微镜而言，其公共电极的形状和大小与其图案电极的形状和大小完全对应。

优选地，在需要调节偏光显微镜的通光孔径时，需要对该通光孔径大小对应的图案电极加电，并进行调节操作，在需要调节偏光显微镜的像质时，需要对多个图案电极中的至少两个加电，并进行调节操作。

优选地，电控液晶级联芯片是封装在壳体内，该壳体的顶部和底部别设置有第一光窗和第二光窗，壳体的侧方设置有电子学接口，用于从电控液晶级联芯片中的各个电控液晶微镜上引出电线并连接到外部电压，壳体顶部/底部的圆周上设置有标识符，用于指示孔径最大的图案电极靠近该壳体的顶部/底部。

按照本发明的另一方面，提供了一种电控液晶级联芯片实现的偏光显微镜，包括沿光轴方向顺序平行设置的第一物镜、第二物镜、上述电控液晶级联芯片、以及光敏阵列，待测物被放置在第一物镜远离第二物镜的一侧。

按照本发明的又一方面，提供了一种电控液晶级联芯片实现的偏光显微镜，包括沿光轴方向顺序平行设置的、上述电控液晶级联芯片、第一物镜、第二物镜、以及光敏阵列，待测物被放置在电控液晶级联芯片远离第一物镜的一侧。

按照本发明的再一方面，提供了一种用于制备上述电控液晶级联芯片的方法，包括：

(一)制备不同通光孔径的电控液晶微镜芯片；

(二)将电控液晶微镜芯片进行级联集成；

其中，上述过程(一)包括以下步骤：

(1)依次采用丙酮、酒精和去离子水溶剂对2n个基片进行超声清洗并烘干，其中n表示制成的电控液晶级联芯片中电控液晶微镜的总数；

(2)在干燥后的第一基片的正面和反面上分别制作金属氧化物导电膜和第一增透膜，在干燥后的第二基片、…、第2n-1个基片的正面上制作金属氧化物导电膜，在干燥后的第2n个基片的正面和反面上分别制作与第一基片同材质且厚度也在百纳米尺度的金属氧化物导电膜和第二增透膜，并经超声清洗并烘干。

(3)在干燥后的其中n个基片的正面上涂覆光刻胶并烘干5至20分钟。

(4)分别将光刻版盖在步骤(3)烘干后的n个基片的正面，用光刻机的紫外光进行光刻10至30秒，并经过显影、腐蚀和清洗处理；

(5)用显影液溶掉步骤(4)处理后的n个基片正面上感光/未感光部分的光刻胶，留下未感光/感光部分，然后用去离子水冲洗并烘干2至5分钟；

(6)用浓度在50％～30％的盐酸溶液把步骤(5)处理后的n个基片上未受光刻胶保护的金属氧化物腐蚀掉，而将有光刻胶保护的金属氧化物保存下来，从而在n个基片上分别形成图案电极；

(7)用丙酮和去离子水对腐蚀后的n个基片上的图案电极上的残余材料进行清洗并烘干；

(8)分别在步骤(7)处理后的n个基片的图案电极上、以及其余n个基片的膜电极上涂覆液晶定向层。

(9)把涂覆了液晶定向层的2n个基片分别放入退火炉中进行退火固化处理；

(10)用绒布沿平行于2n个基片的一个同向边缘的方向摩擦每个基片的液晶定向层；

(11)将第一个基片设有图案电极的一侧与另一个基片设有膜电极的一侧对准并紧密贴合，构成有最大通光孔径的电控液晶微镜的上下模板。将玻璃间隔子掺入第一基片的液晶定向层与第二基片的第二液晶定向层间且位于二者的边缘处，用UV胶封住上模板和下模板的左右两侧，通过渗透法灌注向列型液晶在二者之间；

(12)针对其余基片，重复上述步骤(11)的过程达n-1次，每次构成的电控液晶微镜的通光孔径均比上一次的小；

(13)分别封住上述n对上模板和下模板的上下两侧并烘干。

上述过程(二)包括以下步骤：

(14)将具有不同通光孔径的n片电控液晶微镜按照通光孔径由大到小顺序级联排列，并保持光轴在垂直方向上的重合；

(15)在真空状态下，将n片电控液晶微镜紧密贴合，并使各电控液晶微镜中液晶定向层的沟槽取向相互垂直配置；

(16)将与n片电控液晶微镜相连的n组控制引线引出，封住n片电控液晶微镜的前后及上下侧并烘干，从而形成电控液晶微镜级联芯片；

(17)将烘干后的电控液晶微镜级联芯片装入与其相匹配的外壳中并与外壳固联，将n组控制引线从外壳中引出，在外壳的前后端面上开窗，将电控液晶微镜级联芯片的光入射面和光出射面裸露在外。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本发明的显微镜可根据通光孔径情况匹配选择对应孔径的图案电极加电，即可实现对孔径的电动调节，完全无需更换成像镜头或调焦操作，从而克服了现有显微镜中由于更换成像镜头或调焦操作所导致的成像操作稳定性差的技术问题；

2、本发明通过对所有图案电极加电，即可实现像质的电控调节，完全无需更换物镜、插入偏振片或偏振镜组的操作，从而克服了现有显微镜中由于需要更换物镜、插入偏振片或偏振镜组所导致的成像操作稳定性差的技术问题；

3、本发明的显微镜通过协同电调多个电控液晶微镜芯片，具有可快速调变成像面或对焦面、景深及像场深度，从而避免干扰、破坏待测样品或环境的特点。

4、本发明的显微镜通过级联耦合多个电控液晶微镜芯片，实现基于微纳光场调变的显微成像放大能力、成像视场与通光孔径的连续电控调节。

5、本发明通过电选电调级联耦合的电控液晶微镜芯片，有效保持成像过程的实时性、连续性和完整性。

6、本发明通过电控液晶微镜其本征控偏属性执行显微偏振成像，具有光偏振态操控简便的特点。

7、本发明是基于微纳成像光场执行加电操控，可在先验知识或成像情况导引下对显微成像操作进行约束、干预或引导，具有智能化特性。

8、由于本发明采用了可精密电驱控的液晶微镜芯片，具有极高的结构、电学以及电光参数的稳定性和控制精度。

9、本发明所构造的电控液晶级联芯片，具有在显微成像光路中接插方便，易与其他功能结构匹配耦合的特点。

附图说明

图1是本发明电控液晶级联芯片的结构示意图；

图2是本发明电控液晶级联芯片中图案电极的俯视图，其中图2(a)示出的是圆形图案电极，图2(b)示出的是方形图案电极；

图3是本发明电控液晶级联芯片的封装示意图，其中图3(a)示出圆形的封装结构，图3(b)示出的是方形的封装结构；

图4是根据本发明第一实施方式，使用上述电控液晶级联芯片的偏光显微镜的示意图；

图5是根据本发明第二实施方式，使用上述电控液晶级联芯片的偏光显微镜的示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-第一物镜，2-第二物镜，3-光敏阵列，5-第一增透膜，6-第一基片，7-第一图案电极，8-第一液晶定向层，9-第一液晶层，10-第二液晶定向层，11-第一公共电极，12-第二基片，13-第三基片，14-第二公共电极，15-第三液晶定向层，16-第二液晶层，17-第四液晶定向层，18-第二图案电极，19-第四基片，20-第五基片，21-第三图案电极，22-第五液晶定向层，23-第三液晶层，24-第六液晶定向层，25-第三公共电极，26-第六基片，27-第七基片，28-第四公共电极，29-第七液晶定向层，30-第四液晶层，31-第八液晶定向层，32-第四图案电极，33-第八基片，34-第二增透膜，35-标识符，36-电子学接口，37-第一光窗，38-第二光窗。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明电控液晶级联芯片包括第一增透膜5、第二增透膜34、以及多个平行设置于第一增透膜5和第二增透膜34之间、光轴在垂直方向上重合的电控液晶微镜(这多个电控液晶微镜构成电控液晶微镜组)，相邻两个电控液晶微镜的放置方向相反。在图1中，出于示例的目的，示出了4个电控液晶微镜，应该注意的是，本发明并不局限于此，电控液晶微镜的数量可以是3到7个之间。

最上方的第一电控液晶微镜包括从上到下平行设置的第一基片6、第一图案电极7、第一定向层8、第一液晶层9、第二定向层10、第一公共电极11、第二基片12；

第一电控液晶微镜下方的第二电控液晶微镜包括从上到下平行设置的第三基片13、第二公共电极14、第三液晶定向层15、第二液晶层16、第四液晶定向层17、第二图案电极18、以及第四基片19；

第二电控液晶微镜下方的第三电控液晶微镜包括从上到下平行设置的第五基片20、第三图案电极21、第五液晶定向层22、第三液晶层23、第六液晶定向层24、第三公共电极25、以及第六基片26；

最下方的第四电控液晶微镜包括从上到下平行设置的第七基片27、第四公共电极28、第七液晶定向层29、第四液晶层30、第八液晶定向层31、第四图案电极32、以及第八基片33。

第一图案电极7、第二图案电极18、第三图案电极21、以及第四图案电极32的形状完全相同，其可以是圆环形(如图2(a)所示)，也可以是方环形(如图2(b)所示)。

在从上到下的方向上，第一图案电极7、第二图案电极18、第三图案电极21、以及第四图案电极32的孔径(即内环的直径)逐渐减小，如图3中所示，第一图案电极7的孔径a1大于第二图案电极18的孔径a2，第二图案电极18的孔径a2大于第三图案电极21的孔径a3，第三图案电极21的孔径a3大于第四图案电极32的孔径a4。

具体而言，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。

对于每个电控液晶微镜而言，其公共电极的形状和大小与其图案电极的形状和大小完全对应，即，如果图案电极是圆环形，则对应的公共电极是圆形，其直径等于图案电极的外径大小；如果图案电极是方环形，则对应的公共电极是方形，其边长等于图案电极的外边长大小。

第一图案电极7和第一公共电极11的一端，分别连接到外部电压信号U1，第二图案电极18和第二公共电极14的一端，分别连接到外部电压信号U2，第三图案电极21和第三公共电极25的一端，分别连接到外部电压信号U3，第四图案电极32和第四公共电极28的一端，分别连接到外部电压信号U4。

外部电压信号U1、U2、U3、U4的均方电压值可以相同，也可以不同。

在需要调节本发明偏光显微镜的通光孔径时，只需要对该通光孔径大小对应的图案电极加电即可。例如，如果需要将偏光显微镜的通光孔径调节为2.5毫米，则应选择最上方的电控液晶微镜进行加电，即将外部电压信号U1施加在第一图案电极7和第一公共电极11的一端。

在需要调节偏光显微镜的像质时，需要对多个图案电极中的至少两个加电，然后进行调节操作。

如图3所示，其示出了本发明电控液晶级联芯片的封装结构图，从图3(a)可以看出，当使用环形图案电极时，整个电控液晶级联芯片是封装在圆筒形壳体内，该圆筒形壳体的顶部和底部别设置有第一光窗37和第二光窗38，圆筒形壳体的侧方设置有电子学接口36，用于从电控液晶级联芯片中的各个电控液晶微镜上引出电线并连接到外部电压，圆筒形壳体顶部/底部的圆周上设置有标识符35，用于指示孔径最大的图案电极靠近该圆筒形壳体的顶部/底部，设置标识符35的目的是为了在使用时，让使用者知道图案电极所在的位置，以避免损坏或破坏该图案电极。

图3(b)和图3(a)基本相同，唯一的区别在于电控液晶级联芯片使用方形图案电极，整个电控液晶级联芯片是封装在立方形壳体内。

图4示出了使用上述电控液晶级联芯片的偏光显微镜的一种实现方式，该偏光显微镜包括沿光轴方向顺序平行设置的第一物镜1、第二物镜2、电控液晶级联芯片、以及光敏阵列3(其是由多个光敏元组成)，待测物被放置在第一物镜1远离第二物镜2的一侧，该偏光显微镜的工作原理是：置于显微成像光学系统物方焦面附近的待测物出射的光场被高倍率放大后进入电控液晶级联芯片，如图中所示的由第一物镜1和第二物镜2构成的典型显微成像光学系统所执行的光场放大操作，经基于多电控液晶微镜的综合性的通光孔径选择、相差匹配、光束压缩调整和偏振校调后，从电控液晶级联芯片出射并再进入成像光敏阵列3完成光电转换和成图操作。

图5示出了使用上述电控液晶级联芯片的偏光显微镜的另一种实现方式，该偏光显微镜包括沿光轴方向顺序平行设置的电控液晶级联芯片、第一物镜1、第二物镜2、以及光敏阵列3(其是由多个光敏元组成)，待测物被放置在电控液晶级联芯片远离第一物镜1的一侧，该偏光显微镜的工作原理是：置于显微成像光学系统物方焦面附近的待测物出射的光场首先进入电控液晶级联芯片，经基于多电控液晶微镜的综合性的通光孔径选择、相差匹配、光束调整和偏振校调后从电控液晶级联芯片出射，进一步进入显微成像光学系统执行高倍率放大，如图中所示的由第一物镜1和第二物镜2构成的典型显微成像光学系统所执行的光场放大操作，再进入成像光敏阵列3完成光电转换和成图操作。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于制备电控液晶级联芯片的方法，包括以下过程：

(一)制备不同通光孔径的电控液晶微镜芯片；

(二)将电控液晶微镜芯片进行级联集成。

其中，制备不同通光孔径的电控液晶微镜芯片这一过程包括以下步骤：

(1)清洗过程：依次采用丙酮、酒精和去离子水溶剂对第一基片、第二基片、第三基片、第四基片、第五基片、第六基片、第七基片和第八基片进行超声清洗并烘干。

(2)在干燥后的第一基片的正面和反面上按照常规方法分别制作厚度在百纳米尺度的金属氧化物导电膜和第一增透膜，在干燥后的第二基片、第三基片、第四基片、第五基片、第六基片和第七基片的正面上按照常规方法制作厚度在百纳米尺度的金属氧化物导电膜，在干燥后的第八基片的正面和反面上按照常规方法分别制作与第一基片同质且厚度也在百纳米尺度的金属氧化物导电膜和第二增透膜，并经超声清洗并烘干。

(3)涂胶过程：在干燥后的第一基片、第四基片、第五基片和第八基片的正面上用匀胶机涂覆正性光刻胶(或负性光刻胶)并烘干5至20分钟。

(4)光刻过程：分别将光刻版盖在第一基片、第四基片、第五基片和第八基片的正面，用光刻机的紫外光进行光刻10至30秒，并经过显影、腐蚀和清洗处理。

(5)显影过程：用显影液溶掉第一基片、第四基片、第五基片和第八基片的正面上感光部分的光刻胶(或未感光部分的光刻胶)，留下未感光部分(或感光部分)，然后用去离子水冲洗并烘干2至5分钟。

(6)腐蚀过程：用浓度在50％～30％的盐酸溶液把第一基片、第四基片、第五基片和第八基片上未受光刻胶保护的金属氧化物如ITO膜腐蚀掉，而将有光刻胶保护的金属氧化物如ITO膜保存下来，形成第一基片正面上的第一图案电极、第四基片正面上的第二图案电极、第五基片正面上的第三图案电极、第八基片正面上的第四图案电极。

(7)清洗过程：用丙酮和去离子水对腐蚀后的第一基片上的第一图案电极、第四基片上的第二图案电极、第五基片上的第三图案电极、第八基片上的第四图案电极上的残余材料进行清洗并烘干。

(8)涂覆定向层过程：用匀胶机在第一基片、第四基片、第五基片和第八基片的图案电极上，以及第二基片、第三基片、第六基片和第七基片的膜电极上涂覆液晶定向层如典型的PI定向层。

(9)烘干过程：把涂覆了液晶定向层的第一基片、第二基片、第三基片、第四基片、第五基片、第六基片、第七基片和第八基片分别放入退火炉中进行退火固化处理。

(10)摩擦过程：用绒布沿平行于第一基片、第二基片、第三基片、第四基片、第五基片、第六基片、第七基片和第八基片的一个同向边缘的方向摩擦液晶定向层，形成第一液晶定向层、第二液晶定向层、第三液晶定向层、第四液晶定向层、第五液晶定向层、第六液晶定向层、第七液晶定向层和第八液晶定向层。

(11)电控液晶微镜构建过程：将第一基片在第一图案电极端面一侧与第二基片有膜电极端面一侧对准并紧密贴合，构成有最大通光孔径的电控液晶微镜的上下模板。将玻璃间隔子掺入上模板的第一液晶定向层与下模板的第二液晶定向层间且位于二者的边缘处，用UV胶封住上模板和下模板的左右两侧，通过渗透法灌注向列型液晶在二者之间；

将第四基片在第二图案电极端面一侧与第三基片有膜电极端面一侧对准并紧密贴合，构成由第二微孔表征通光孔径的电控液晶微镜的上下模板。将玻璃间隔子掺入上模板的第三液晶定向层与下模板的第四液晶定向层间且位于二者的边缘处，用UV胶封住上模板和下模板的左右两侧，通过渗透法灌注向列型液晶在二者之间；

将第五基片在第三图案电极端面一侧与第六基片有膜电极端面一侧对准并紧密贴合，构成由第一微孔表征通光孔径的电控液晶微镜的上下模板。将玻璃间隔子掺入上模板的第一液晶定向层与下模板的第六液晶定向层间且位于二者的边缘处，用UV胶封住上模板和下模板的左右两侧，通过渗透法灌注向列型液晶在二者之间；

将第八基片在第四图案电极端面一侧与第七基片有膜电极端面一侧对准并紧密贴合，构成有最小通光孔径的电控液晶微镜的上下模板。将玻璃间隔子掺入上模板的第七液晶定向层与下模板的第八液晶定向层间且位于二者的边缘处，用UV胶封住上模板和下模板的左右两侧，通过渗透法灌注向列型液晶在二者之间；

(12)封装过程：用UV胶分别封住上述四对上模板和下模板的上下两侧并烘干。

本发明制备电控液晶微镜级联芯片的过程包括以下步骤：

(1)将具有不同通光孔径的四片电控液晶微镜按照通光孔径由大到小顺序级联排列，并保持光轴重合。

(2)在真空状态下，将四片电控液晶微镜紧密贴合，并使各电控液晶微镜中的液晶定向层的沟槽取向相互垂直配置。

(3)将与四片电控液晶微镜相连的四组控制引线引出。

(4)芯片集成过程：用UV胶封住四片电控液晶微镜的前后及上下侧并烘干。

(5)芯片封装过程：将烘干后的电控液晶微镜级联芯片装入与其相匹配的外壳中并与外壳体固联，将四组控制引线从外壳中引出，在外壳的前后端面上开窗将电控液晶微镜级联芯片的光入射面和光出射面裸露在外。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一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，其特征在于，

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。

2.根据权利要求1所述的电控液晶级联芯片，其特征在于，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。

3.根据权利要求1所述的电控液晶级联芯片，其特征在于，

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。

4.根据权利要求1所述的电控液晶级联芯片，其特征在于，对于每个电控液晶微镜而言，其公共电极的形状和大小与其图案电极的形状和大小完全对应。

5.根据权利要求1所述的电控液晶级联芯片，其特征在于，

在需要调节偏光显微镜的通光孔径时，需要对该通光孔径大小对应的图案电极加电，并进行调节操作；

在需要调节偏光显微镜的像质时，需要对多个图案电极中的至少两个加电，并进行调节操作。

6.根据权利要求1所述的电控液晶级联芯片，其特征在于，

电控液晶级联芯片是封装在壳体内；

该壳体的顶部和底部别设置有第一光窗和第二光窗；

壳体的侧方设置有电子学接口，用于从电控液晶级联芯片中的各个电控液晶微镜上引出电线并连接到外部电压；

圆筒形壳体顶部/底部的圆周上设置有标识符，用于指示孔径最大的图案电极靠近该圆筒形壳体的顶部/底部。

7.一种电控液晶级联芯片实现的偏光显微镜，其特征在于，包括沿光轴方向顺序平行设置的第一物镜、第二物镜、根据权利要求1至6中任意一项所述的电控液晶级联芯片、以及光敏阵列，待测物被放置在第一物镜远离第二物镜的一侧。

8.一种电控液晶级联芯片实现的偏光显微镜，其特征在于，包括沿光轴方向顺序平行设置的、根据权利要求1至6中任意一项所述的电控液晶级联芯片、第一物镜、第二物镜、以及光敏阵列，待测物被放置在电控液晶级联芯片远离第一物镜的一侧。

9.一种用于制备权利要求1至6中任意一项所述的电控液晶级联芯片的方法，其特征在于，包括：

(一)制备不同通光孔径的电控液晶微镜芯片；

(二)将电控液晶微镜芯片进行级联集成。

其中，上述过程(一)包括以下步骤：

(1)依次采用丙酮、酒精和去离子水溶剂对2n个基片进行超声清洗并烘干，其中n表示制成的电控液晶级联芯片中电控液晶微镜的总数；

(2)在干燥后的第一基片的正面和反面上分别制作金属氧化物导电膜和第一增透膜，在干燥后的第二基片、…、第2n-1个基片的正面上制作金属氧化物导电膜，在干燥后的第2n个基片的正面和反面上分别制作与第一基片同材质且厚度也在百纳米尺度的金属氧化物导电膜和第二增透膜，并经超声清洗并烘干。

(3)在干燥后的其中n个基片的正面上涂覆光刻胶并烘干5至20分钟。

(4)分别将光刻版盖在步骤(3)烘干后的n个基片的正面，用光刻机的紫外光进行光刻10至30秒，并经过显影、腐蚀和清洗处理；

(5)用显影液溶掉步骤(4)处理后的n个基片正面上感光/未感光部分的光刻胶，留下未感光/感光部分，然后用去离子水冲洗并烘干2至5分钟；

(6)用浓度在50％～30％的盐酸溶液把步骤(5)处理后的n个基片上未受光刻胶保护的金属氧化物腐蚀掉，而将有光刻胶保护的金属氧化物保存下来，从而在n个基片上分别形成图案电极；

(7)用丙酮和去离子水对腐蚀后的n个基片上的图案电极上的残余材料进行清洗并烘干；

(8)分别在步骤(7)处理后的n个基片的图案电极上、以及其余n个基片的膜电极上涂覆液晶定向层。

(9)把涂覆了液晶定向层的2n个基片分别放入退火炉中进行退火固化处理；

(10)用绒布沿平行于2n个基片的一个同向边缘的方向摩擦每个基片的液晶定向层；

(11)将第一个基片设有图案电极的一侧与另一个基片设有膜电极的一侧对准并紧密贴合，构成有最大通光孔径的电控液晶微镜的上下模板。将玻璃间隔子掺入第一基片的液晶定向层与第二基片的第二液晶定向层间且位于二者的边缘处，用UV胶封住上模板和下模板的左右两侧，通过渗透法灌注向列型液晶在二者之间；

(12)针对其余基片，重复上述步骤(11)的过程达n-1次，每次构成的电控液晶微镜的通光孔径均比上一次的小；

(13)分别封住上述n对上模板和下模板的上下两侧并烘干。

上述过程(二)包括以下步骤：

(14)将具有不同通光孔径的n片电控液晶微镜按照通光孔径由大到小顺序级联排列，并保持光轴在垂直方向上的重合；

(15)在真空状态下，将n片电控液晶微镜紧密贴合，并使各电控液晶微镜中液晶定向层的沟槽取向相互垂直配置；

(16)将与n片电控液晶微镜相连的n组控制引线引出，封住n片电控液晶微镜的前后及上下侧并烘干，从而形成电控液晶微镜级联芯片；

(17)将烘干后的电控液晶微镜级联芯片装入与其相匹配的外壳中并与外壳固联，将n组控制引线从外壳中引出，在外壳的前后端面上开窗，将电控液晶微镜级联芯片的光入射面和光出射面裸露在外。

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