[实用新型]基于偏振探测的云粒子探测系统

摘要

本实用新型公开了基于偏振探测的云粒子探测系统，包括产生偏振光的激光发射光学单元、前向散射探测单元和后向散射探测单元；其中，激光发射光学单元通过使用激光二极管、偏振片和半波片来产生偏振光；通过前向散射探测单元来确定粒子是否被记录并得出云粒子的尺寸；通过后向散射探测单元获得散射光的退偏振度以确定粒子的相态。通过前向散射探测单元和后向散射探测单元共同确定粒子的尺寸和相态等信息，并得出云滴和冰晶的粒径谱分布，进而得到云中固态水含量和液态水含量。

主权项

基于偏振探测的云粒子探测系统，其特征在于，包括产生偏振光的激光发射光学单元、前向散射探测单元、后向散射探测单元、四通道采集卡以及数据处理单元；其中，激光发射光学单元包括激光器(1)、偏振片(2)、半波片(3)和第一全反镜(4)；前向散射探测单元包括密封在第一玻璃容器内部的第二全反镜(6)、激光能量监视器(7)、前向散射光收集透镜(8)、窄带滤光片(9)、第三全反镜(10)、第一会聚透镜(11)、分束棱镜(12)、第一光电探测器(13)、小孔光阑(14)和第二光电探测器(15)，第一玻璃容器包括第一窗口玻璃(5)；后向散射探测单元包括密封在第二玻璃容器内部的第一后向散射光收集透镜(17)、第二会聚透镜(18)、第二后向散射光收集透镜(19)、偏振分束棱镜(20)、第三会聚透镜(21)、平行偏振探测器(22)、第四会聚透镜(23)、垂直偏振探测器(24)，第二玻璃容器包括第二窗口玻璃(16)；所述激光器(1)发射的激光依次通过偏振片(2)、半波片(3)到达第一全反镜(4)，第一全反镜(4)将激光反射到第一窗口玻璃(5)和第二窗口玻璃(16)的中心位置，并产生前向散射光和后向散射光；所述前向散射光通过第一窗口玻璃(5)后，一部分经第二全反镜(6)传输至激光能量监视器(7)进行能量监视，另一部分由前向散射光收集透镜(8)收集，并经窄带滤光片(9)后由第三全反镜(10)引入第一会聚透镜(11)进行会聚，会聚的散射光由分束棱镜(12)分为3:1，其中，25％进入第一光电探测器(13)，75％经小孔光阑(14)进入第二光电探测器(15)；所述后向散射光通过第二窗口玻璃(16)后，由第一后向散射光收集透镜(17)收集，经第二会聚透镜(18)和第二后向散射光收集透镜(19)构成的望远镜后，由偏振分束棱镜(20)分为平行偏振光和垂直偏振光，平行偏振光经第三会聚透镜(21)后由平行偏振探测器(22)进行探测，垂直偏振光经第四会聚透镜(23)后由垂直偏振探测器(24)进行探测；所述第一光电探测器(13)、第二光电探测器(15)、平行偏振探测器(22)、垂直偏振探测器(24)分别与四通道采集卡连接，四通道采集卡与数据处理单元连接。