[发明专利]用于烟雾介质散射特性穆勒矩阵图样的分振幅型测量方法

摘要

本发明涉及用于烟雾介质散射特性穆勒矩阵图样的分振幅型测量方法，属于偏振传输探测领域。包括发射系统、烟雾环境模拟系统、分光系统、接收系统、计算机处理系统，针对烟雾气体介质在测试中出现沉降等不稳定的现象，尽量减少实验操作步骤，保证四路接收系统同时接收探测，将现有最少操作的十六种组合的测试方法，减少为四次操作，实现对蒙特卡洛仿真得到的穆勒矩阵中十六个散射图样的快速、准确验证。本发明可根据实际测试需要，选择相应烟雾粒径、湿度、温度、浓度等不同测试条件的烟雾介质，并根据操作者的计算习惯，调节发射系统与接收系统中线偏振片与四分之一波片的组合方式，操作简便、易于实现。

主权项

用于烟雾介质散射特性穆勒矩阵图样的分振幅型测量方法,包括发射系统(1)、烟雾环境模拟系统(2)、分光系统(3)、接收系统和计算机处理系统(5)，发射系统(1)、烟雾环境模拟系统(2)、分光系统(3)、接收系统和计算机处理系统(5)依次设置在光束传输的光路上；所述发射系统(1)包括激光器(101)、准直扩束系统(102)、滤光片(103)、线偏振片Ⅰ(104)和四分之一波片Ⅰ(105)，且以水平方向为基准轴，线偏振片Ⅰ(104)和四分之一波片Ⅰ(105)角度调节范围均为0°～360°或移除；所述分光系统(3)包括非偏振分光棱镜Ⅰ(301)、非偏振分光棱镜Ⅱ(302)和非偏振分光棱镜Ⅲ(303)，且非偏振分光棱镜Ⅰ(301)、非偏振分光棱镜Ⅱ(302)和非偏振分光棱镜Ⅲ(303)的透射能量与反射能量之比均为1:1；所述接收系统包括接收单元Ⅰ(401)、接收单元Ⅱ(402)、接收单元Ⅲ(403)和接收单元Ⅳ(404)；所述接收单元Ⅰ(401)包括四分之一波片Ⅱ(4010)、线偏振片Ⅱ(4011)和探测器Ⅰ(4012)；所述接收单元Ⅱ(402)包括四分之一波片Ⅲ(4020)、线偏振片Ⅲ(4021)和探测器Ⅱ(4022)；所述接收单元Ⅲ(403)包括四分之一波片Ⅳ(4030)、线偏振片Ⅳ(4031)和探测器Ⅲ(4032)；所述接收单元Ⅳ(404)包括四分之一波片Ⅴ(4040)、线偏振片Ⅴ(4041)和探测器Ⅳ(4042)；以水平方向为基准轴，四分之一波片Ⅱ(4010)、线偏振片Ⅱ(4011)、四分之一波片Ⅲ(4020)、线偏振片Ⅲ(4021)、四分之一波片Ⅳ(4030)、线偏振片Ⅳ(4031)、四分之一波片Ⅴ(4040)和线偏振片Ⅴ(4041)的角度调节范围均为0°～360°或移除；所述计算机处理系统(5)通过数据线分别与探测器Ⅰ(4012)、探测器Ⅱ(4022)、探测器Ⅲ(4032)和探测器Ⅳ(4042)连接，且计算机处理系统(5)与烟雾环境模拟系统(2)连接；其特征是：实现步骤：步骤一、开启激光器(101)，发射光束经过准直扩束系统(102)入射到滤光片(103)进行滤光，获得的准直扩束平行光依次经过线偏振片Ⅰ(104)和四分之一波片Ⅰ(105)，通过移除或调节线偏振片Ⅰ(104)和四分之一波片Ⅰ(105)的角度进行起偏，以水平方向为基准轴，线偏振片Ⅰ(104)和四分之一波片Ⅰ(105)的角度调节范围均为0°～360°；步骤二、将步骤一获得的出射光束入射到烟雾环境模拟系统(2)，光束经烟雾环境模拟系统(2)入射到分光系统(3)，通过调节分光系统(3)中三个非偏振分光棱镜的摆放位置，光束经分光系统(3)分成四路，且每路光束的光强度均相同；步骤三、步骤二获取的四路光束同时射入到四个接收单元；入射光束在四个光路上均依次经过四分之一波片和线偏振片后出射，四个探测器同时探测到四路出射光束的光强，且将探测信息传送给计算机处理系统(5)，计算机处理系统(5)进行图样处理，获得光强图样；步骤四、完成上述步骤后，操作人员经计算机处理系统(5)控制烟雾环境模拟系统中烟雾环境，并由计算机处理系统(5)监测烟雾环境模拟系统(2)中烟雾环境的粒子半径参数、折射率参数、湿度参数、浓度参数、温度参数，经计算机处理系统(5)接收发射系统此时发射光束的四组光强图样，并记录烟雾环境模拟系统(2)中的烟雾环境；步骤五、调节发射系统中线偏振片Ⅰ(104)和四分之一波片Ⅰ(105)的摆放位置，以水平方向为基准轴，线偏振片Ⅰ(104)和四分之一波片Ⅰ(105)的角度调节范围均为0°～360°；重复步骤四，且保持烟雾模拟系统(2)中烟雾环境参数与步骤四中记录的参数相同；步骤六、步骤五重复执行两次，以上共得到十六组光强图样，通过计算机处理系统(5)获得烟雾介质散射特性穆勒矩阵中十六个元素的散射图样。