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专利号: 2021104387511
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种烟雾粒子穆勒矩阵的偏振测量系统,其特征在于,包括:发射系统(1)、分束起偏系统(2)、起偏系统(3)、烟雾粒子模拟系统(4)、分光系统(5)、检偏系统(6)和计算机数据处理系统(7),发射系统(1)、烟雾粒子模拟系统(4)、分光系统(5)和检偏系统(6)依次设置在光束传输方向的主光路上,分束起偏系统(2)和起偏系统(3)设置在同一波轮上,波轮旋转到第一位置时,分束起偏系统(2)切换进入光束传输方向的主光路上,波轮旋转到第二位置时,起偏系统(3)切换进入光束传输方向的主光路上,且分束起偏系统(2)、起偏系统(3)位于发射系统(1)和烟雾粒子模拟系统(4)之间;

其中:

所述发射系统(1)用于发射准直的平行激光束;

所述分束起偏系统(2)用于将所述发射系统(1)发射的激光束均匀分成能量相同且偏振态彼此不同的三路光束,且三路光束分别沿第一分束通道、第二分束通道和第三分束通道传输,第一分束通道、第二分束通道和第三分束通道相互平行,以第二分束通道为对称轴,第一分束通道和第三分束通道位于第二分束通道两侧,沿第一分束通道方向射出的光为水平偏振光或垂直偏振光,沿第二分束通道方向射出的光为+45°偏振光或‑45°偏振光,沿第三分束通道方向射出的光为右旋偏振光或左旋偏振光;

所述起偏系统(3)包括偏振片a(301),偏振片a(301)用于将所述发射系统(1)发射的激光束调整为水平偏振光、垂直偏振光、+45°偏振光或‑45°偏振光中的一种,且不同于所述分束起偏系统(2)出射的三路光束的偏振态;

所述烟雾粒子模拟系统(4)用来存放待测烟雾粒子,烟雾粒子模拟系统(4)开设有三个光射入窗口、三个光射出窗口;

所述分光系统(5)包括分光单元一(501)、分光单元二(502)和分光单元三(503),分光单元一(501)、分光单元二(502)和分光单元三(503)分别放置在烟雾粒子模拟系统(4)的三个出射光路上,分光单元一(501)包括非偏振分光棱镜a(5011),分光单元二(502)包括非偏振分光棱镜b(5021),分光单元三(503)包括非偏振分光棱镜c(5031),且非偏振分光棱镜a(5011)、非偏振分光棱镜b(5021)和非偏振分光棱镜c(5031)的透射能量和反射能量之比均为1:1;

所述检偏系统(6)包括检偏单元一(601)、检偏单元二(602)、检偏单元三(603)、检偏单元四(604)、检偏单元五(605)和检偏单元六(606),检偏单元一(601)、检偏单元二(602)分别设置在分光单元一(501)的反射光路和透射光路上;检偏单元三(603)、检偏单元四(604)分别设置在分光单元二(502)的反射光路和透射光路上;检偏单元五(605)、检偏单元六(606)分别设置在分光单元三(503)的反射光路和透射光路上;检偏单元一(601)包括沿着光的传输方向依次设置的1/4波片b(6013)、偏振片e(6012)和探测器a(6011),1/4波片b(6013)调节到与水平成+45°方向或‑45°方向,偏振片e(6012)调节到水平方向;检偏单元二(602)包括微偏振探测器a(6021);检偏单元三(603)包括沿着光的传输方向依次设置的1/4波片c(6033)、偏振片f(6032)和探测器b(6031),1/4波片c(6033)调节到与水平成+45°方向或‑45°方向,偏振片f(6032)调节到水平方向;检偏单元四(604)包括微偏振探测器b(6041);检偏单元五(605)包括沿着光的传输方向依次设置的1/4波片d(6053)、偏振片g(6052)和探测器c(6051),1/4波片d(6053)调节到与水平成+45°方向或‑45°方向,偏振片g(6052)调节到水平方向;检偏单元六(606)包括微偏振探测器c(6061);

所述计算机数据处理系统(7)分别与探测器a(6011)、微偏振探测器a(6021)、探测器b(6031)、微偏振探测器b(6041)、探测器c(6051)和微偏振探测器c(6061)通过数据线连接。

2.根据权利要求1所述的烟雾粒子穆勒矩阵的偏振测量系统,其特征在于:所述发射系统(1)包括沿着光的传输方向依次设置的激光器(101)、准直系统(102)和滤光片(103)。

3.根据权利要求1所述的烟雾粒子穆勒矩阵的偏振测量系统,其特征在于:所述分束起偏系统(2)包括偏振片b(201)、偏振片c(202)、偏振片d(203)、1/4波片a(204)、聚焦透镜(205)和一维三通道分束器(206),一维三通道分束器(206)设置在聚焦透镜(205)焦点处,一维三通道分束器(206)用于将来自发射系统(1)的激光束均匀分成光束Ⅰ、光束Ⅱ和光束Ⅲ三束光,所述三束光经过聚焦透镜(205)后变成三束平行光,分别沿三个相互平行的通道进行传输,三个相互平行的通道分别为第一通道、第二通道和第三通道,其中第二通道与一维三通道分束器(206)的入射端口位于同一直线上;第一通道和第三通道对称设置在第二通道的两侧;偏振片b(201)放置在第一通道的光路上,偏振片b(201)用于将其接收到的光调整为水平偏振光或垂直偏振光;偏振片c(202)放置在第二通道的光路上,偏振片c(202)用于将其接收到的光调整为+45°偏振光或‑45°偏振光;偏振片d(203)和1/4波片a(204)放置在第三通道的光路上,且1/4波片a(204)设置在偏振片d(203)的光线出射侧,偏振片d(203)和1/4波片a(204)组成的组件用于将通过该组件的光形成右旋偏振光或左旋偏振光。

4.根据权利要求1所述的烟雾粒子穆勒矩阵的偏振测量系统,其特征在于:在所述烟雾粒子模拟系统(4)的内部底面设有风扇。