[发明专利]确定在多反气室内形成线形光斑的方法、确定在多反气室内测试多种气体的方法及多反气室有效
申请号: | 202010617966.5 | 申请日: | 2020-06-30 |
公开(公告)号: | CN111735784B | 公开(公告)日: | 2022-06-10 |
发明(设计)人: | 孔榕;周欣;刘鹏 | 申请(专利权)人: | 北京师范大学 |
主分类号: | G01N21/31 | 分类号: | G01N21/31;G01N21/01 |
代理公司: | 北京思睿峰知识产权代理有限公司 11396 | 代理人: | 谢建云;赵爱军 |
地址: | 100875 北*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 确定 多反气 室内 形成 线形 光斑 方法 测试 多种 气体 多反气室 | ||
1.一种确定在多反气室内形成线形光斑的方法,在计算设备中执行,所述多反气室包括同轴且对称布置的第一反射镜和第二反射镜,光线适于从所述第一反射镜射入多反气室内,并在所述第一反射镜与第二反射镜之间进行多次反射后射出,且光线适于在所述反射镜上形成多个光斑;所述方法包括:
确定所述第一反射镜、第二反射镜的镜面参数,并基于所述镜面参数建立多反气室的光学模型,以便根据所述光学模型确定光线在多反气室内的路径,路径信息包括光线的出射点坐标、光线在第一反射镜和第二反射镜之间的反射次数以及光线在所述第一反射镜和第二反射镜上形成的多个光斑;
设定所述第一反射镜与第二反射镜的相对距离范围,并基于预定距离间隔构建相对距离数组;
针对所述相对距离数组中的每一个相对距离值,设定光线分别以预定初始入射点坐标和预定初始入射角度入射,并设定入射光线经过所述第一反射镜与第二反射镜的中心对称轴上的任意一点,以便在所述反射镜上形成的多个光斑构成线形光斑图案,根据所述光学模型确定该条件下光线在多反气室内的路径;
选择所述反射次数在预定反射次数范围内、且在所述线形光斑图案中光斑间距在预定光斑间距范围、且出射点坐标与所述预定初始入射点坐标相同的路径作为第一候选路径,并获取所述第一候选路径对应的第一线形光斑图案;以及
为所述相对距离范围内的所有第一候选路径生成候选路径集合,并根据所述候选路径集合中每一个候选路径对应的线形光斑图案生成候选线形光斑图案集合。
2.如权利要求1所述的确定在多反气室内形成线形光斑的方法,其中,所述初始入射点坐标位于所述反射镜的中心线上,为所述相对距离范围内的所有候选路径生成候选路径集合的步骤包括:
确定所述第一线形光斑图案绕其所在的反射镜镜面的中心旋转预定角度后形成的第二线形光斑图案,并根据所述光学模型确定与所述第二线形光斑图案相对应的光线路径,作为第二候选路径;
为所述相对距离范围内的所有第一候选路径和第二候选路径生成候选路径集合。
3.如权利要求1所述的确定在多反气室内形成线形光斑的方法,其中,设定光线分别以预定初始入射点坐标和预定初始入射角度入射的步骤包括:
设定光线的第一初始入射点坐标,基于预定坐标差值构建初始入射点坐标数组,其中,所述初始入射点坐标数组中的每个初始入射点坐标在预定入射点坐标区间内;
基于初始入射点坐标数组中的每个初始入射点坐标,分别构建相应的初始入射角度数组;
设定光线分别以初始入射点坐标数组中的每一个初始入射点坐标、以及与初始入射点坐标相对应的初始入射角度数组中的每一个初始入射角度入射。
4.如权利要求3所述的确定在多反气室内形成线形光斑的方法,其中,所述路径信息包括光线在所述第一反射镜和第二反射镜上形成的每个光斑的坐标,所述方法还包括步骤:
从所述候选路径集合中选取预定数量的候选路径作为选定路径,其中,每个选定路径对应的光斑的坐标与所有选定路径的初始入射点坐标均不相同。
5.如权利要求1-4任一项所述的确定在多反气室内形成线形光斑的方法,其中,第一反射镜和第二反射镜为球面镜,所述光学模型为基于所述入射光线以及所述第一反射镜和第二反射镜所在的球面建立的直线与圆相交的方程,以及确定光线路径的步骤包括:
基于从第一反射镜入射的本次入射光线的入射点坐标、入射角度、以及所述圆方程,计算本次入射光线与所述第二反射镜的本次交点坐标,并确定经所述第二反射镜反射后的本次反射光线的反射角度;
将本次反射光线作为从第二反射镜入射的下一次入射光线,将所述本次交点坐标和本次反射光线的反射角度分别作为从第二反射镜入射的下一次入射光线的入射点坐标和入射角度;
基于所述下一次入射光线的入射点坐标和入射角度以及所述圆方程,计算下一次入射光线与所述第一反射镜的下一次交点坐标,并确定经所述第一反射镜反射后的下一次反射光线的反射角度;
在确定光线通过所述反射镜射出后,基于所确定的多个交点坐标确定光线在所述第一反射镜和第二反射镜上形成的多个光斑。
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