[发明专利]一种基于微透镜阵列的光散射特性测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于微透镜阵列的光散射特性测量方法，其特征在于，基于微透镜阵列的光散射特性测量装置，所述装置包括照明模块、探测模块、半透半反棱镜、激光强度模块、升降机构、物镜、待测颗粒、样品池、上位机及运动控制器，所述照明模块中包括固体激光器、整形透镜以及起偏器，其中，所述整形透镜用于改变进入所述物镜的激光的发散角度并控制所述物镜出射光的发散角度；所述起偏器受控于所述运动控制器，以调整旋转角度；所述探测模块包括ICCD探测器、微透镜阵列以及检偏器，其中，所述检偏器受控于所述运动控制器，以调整旋转角度；所述微透镜阵列用于分割所述物镜的孔径，其中每个微透镜对应一个散射角度区间；基于微透镜阵列的光散射特性测量方法，所述方法包括：

照明模块产生的激光通过半透半反棱镜进入物镜，并根据所述照明模块和所述物镜的位置关系，生成对应类型的光束；

所述光束作用于位于样品池中的待测颗粒，生成后向散射光；

所述后向散射光依次通过所述物镜和所述半透半反棱镜后进入探测模块；

所述探测模块根据接收所述后向散射光的微透镜孔径，确定所述后向散射光对应的散射角度；所述方法还包括：

若待测颗粒位于空气中，使用风扇加速空气流动；若所述待测颗粒位于液体中，将所述物镜浸入所述液体中；所述方法还包括：

获取无任何颗粒散射光时的背景图案的光强；

当ICCD探测器采集的图像的光强大于预设阈值时，将大于预设阈值的光强减去背景图案的光强，得到光强差；

使用激光强度模块的绝对光强对所述光强差进行归一化，获得与所述待测颗粒的散射光相对应的实际图案；

所述激光强度模块包括光电二极管、放大电路、模数转换电路以及通信串口，其中，所述光电二极管用于将经过所述半透半反棱镜的激光转换为电信号，所述电信号经过所述放大电路和所述模数转换电路后通过所述通信串口与所述上位机相连；

所述上位机包括用于获取ICCD探测器图像的图像采集模块、用于读取所述激光强度模块读数的通信模块、用于与所述运动控制器相连的运动控制模块、用于分割待测颗粒图像并确定待测颗粒三维位置的定位模块、用于反演待测颗粒的散射特性的散射匹配模块以及用于保存数据及配置参数的文件模块；

所述照明模块中的起偏器、所述探测模块中的检偏器以及所述升降机构均包括步进电机，所述运动控制器包括与各个步进电机相对应的步进电机驱动器。