[发明专利]积分球内嵌光热干涉的气溶胶散射与吸收同步测量装置

摘要

本发明公开了积分球内嵌光热干涉的气溶胶散射与吸收同步测量装置，其核心是依托积分球的光路系统与气路系统。光路系统包括激励光路与探测光路，激励光路一部分能量被气溶胶粒子散射经积分球作用生成散射信号，同时与气溶胶粒子产生光热效应生成气溶胶吸收信号，探测光路分为吸收测量与散射测量两部分，散射测量采用积分光探测器实现散射系数测量，吸收测量采用光纤式迈克尔逊垂直反射式干涉传感结构，利用光热干涉原理实现吸收系数测量，通过上述装置可实现多个波长的散射与吸收系数测量，在上述基础上简单处理可获得气溶胶消光系数、单次散射反照比等参数，进一步满足气溶胶光学性质研究工作；本发明适合大气气溶胶光学性质在线检测工作。

主权项

积分球内嵌光热干涉的气溶胶散射与吸收同步测量装置，其特征在于：包括基于积分球的光路系统和基于积分球的气路系统，所述基于积分球的气路系统根据需要向积分球内提供待测样品，所述光路系统含有激励光路与探测光路两部分，激励光路包括固体激光器、分光镜、反射镜与接收激励光的波长计和功率计，固体激光器产生的激励激光经分光镜、反射镜作用沿积分球直径方向射入积分球，并和球心处的待测样品发生作用形成探测区域产生吸收信号和散射信号；所述的探测光路包括散射信号探测传感器和吸收信号探测光路，所述的散射信号探测传感器包括对称安装积分球中轴两侧的散射光积分探测器，实现散射信号的探测；所述的吸收信号探测光路采用光纤式迈克尔逊垂直反射式干涉传感结构，包括半导体激光器、光纤隔离器、光环形器、镀膜光纤准直器以及全反镜，所述的半导体激光器发射的载波调制激光经单模光纤连接的光纤隔离器、光环形器传输至镀有增反膜的光纤准直器端面，一部分被镀膜的光纤准直器反射回单模光纤内反向传输作为干涉仪参考臂信号，一部分被镀膜的光纤准直器准直沿着积分球直径方向射入积分球内，和激励激光在探测区域相交，之后被全反镜反射沿原光路再次经过探测区域返回至镀膜光纤准直器，并返回至单模光纤内，作为携带样品吸收信息的干涉仪探测臂信号，干涉仪探测臂信号与干涉仪参考臂信号形成干涉，并被光环形器传送到探测器实现样品吸收信号的探测。