[发明专利]一种双波长偏振光散射测量颗粒物的方法及装置

权利要求书

1.一种双波长偏振光散射测量颗粒物的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将待测颗粒物样品以恒定速度流过散射腔测试区，使用不同波长的两路激光经偏振处理后照射所述测试区；2)使入射激光偏振态为水平线偏振，测量入射光经当前颗粒物散射后特定角度散射光的Stokes向量(S₀,S₁,S₂,S₃)^T，计算Hdop作为反映颗粒物形态的主指标，计算Pdop作为反映颗粒物吸收的主指标，计算Rdop作为反映颗粒物成分的主指标；3)使入射激光偏振态为45°线偏振，其余操作同步骤2)；4)使入射激光偏振态为右旋圆偏振，其余操作同步骤2)；5)通过获得的指标集，分析出当前颗粒物的综合属性。

2.根据权利要求1所述的双波长偏振光散射测量颗粒物的方法，其特征在于，所述Stokes向量为：

其中，S₀表示散射光的总光强，为水平线偏振光的光强I₀与垂直线偏振光的光强I₉₀之和；S₁为散射光中水平线偏振光的光强I₀与垂直线偏振光的光强I₉₀之差；S₂表示散射光中45°线偏振光的光强I₄₅与135°线偏振光的光强I₁₃₅之差；S₃表示散射光中右旋圆偏振光的光强I_R与左旋圆偏振光的光强I_L之差。

3.根据权利要求1所述的偏振光散射测量颗粒物的方法，其特征在于，所述步骤2)中，水平线偏振的入射光经颗粒物散射后，测量所述散射光的Stokes向量，计算Hdop、Pdop和Rdop，其中，Hdop＝S₁/S₀，Pdop＝S₂/S₀，Rdop＝S₃/S₀；所述步骤3)中，45°线偏振的入射光经颗粒物散射后，测量所述散射光的Stokes向量，计算相应的Hdop、Pdop和Rdop，这3个参量命名为P-Hdop、P-Pdop和P-Rdop；所述步骤4)中，右旋圆偏振的入射光经颗粒物散射后，测量所述散射光的Stokes向量，计算相应的Hdop、Pdop和Rdop，这3个参量命名为R-Hdop、R-Pdop和R-Rdop。

4.根据权利要求1至3任一项所述的偏振光散射测量颗粒物的方法，其特征在于，步骤5)中，通过指标Hdop反映颗粒物形态；通过指标Pdop反映颗粒物的吸收属性；通过所述指标Rdop反映颗粒物的成分。

5.根据权利要求1至3任一项所述的偏振光散射测量颗粒物的方法，其特征在于，所述步骤5)中，分析的方法采用关系式法、读图法、机器学习法、神经网络法中的任一者或多者。

6.根据权利要求1至5任一项所述的偏振光散射测量颗粒物的方法，其特征在于，所述激光源的两路激光波长分别为405nm和532nm。

7.一种双波长偏振光散射测量颗粒物的装置，其特征在于，包括激光源、起偏单元、光束调制单元、散射腔、探测单元、光阱和计算处理单元；将待测颗粒物样品以恒定速度流过散射腔的测试区，所述激光源发出激光依次经所述起偏单元偏振处理、所述光束调制单元调整后照射到所述测试区；所述探测单元用于探测流过所述测试区的待测颗粒物样品中的当前颗粒物对激光散射后的散射光的Stokes向量；所述计算处理单元根据如权利要求1至6任一项所述所述的方法中的步骤2)至步骤4)由所述探测单元探测的散射光的Stokes向量计算出该入射偏振态下的偏振指标，进而分析得到当前颗粒物的形态和成分等信息。

8.根据权利要求7所述的一种双波长偏振光散射测量颗粒物的装置，其特征在于，所述激光源的两路激光波长分别为405nm和532nm，入射光的入射角度可调，而探测器的位置固定，通过改变激光器的入射角度使探测器探测不同角度的散射光。