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专利号: 2021110670508
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.环境干扰抑制的大气颗粒物穆勒矩阵测量方法,其特征在于,该方法包括如下步骤,且以下步骤顺序进行:步骤一、前期准备

①将穆勒矩阵测试起偏系统(2)和穆勒矩阵测试接收系统(3)置于同一光路上,穆勒矩阵测试起偏系统(2)位于多层环境模拟系统(1)的垂直路径光入射侧,穆勒矩阵测试接收系统(3)位于多层环境模拟系统(1)的垂直路径光出射侧;

②将环境干扰抑制起偏系统(4)和环境干扰抑制接收系统(5)置于同一光路上,环境干扰抑制起偏系统(4)位于多层环境模拟系统(1)的水平路径光入射侧,环境干扰抑制接收系统(5)位于多层环境模拟系统(1)的水平路径光出射侧;

其中:

多层环境模拟系统(1)呈上下两层,下层为大气颗粒物模拟系统(11),上层为水雾环境模拟系统(12);

穆勒矩阵测试起偏系统(2)由沿着光的传播方向依次布置的第一激光器(21)、第一衰减片(22)、扩束器(23)、第一线偏振片(24)和第一四分之一波片(25)组成;

穆勒矩阵测试接收系统(3)由沿着光的传播方向依次布置的第二四分之一波片(31)、第二线偏振片(32)和CCD探测器(33)组成;

环境干扰抑制起偏系统(4)由沿着光的传播方向依次布置的第二激光器(41)、第二衰减片(42)、第三线偏振片(43)和第三四分之一波片(44)组成;

环境干扰抑制接收系统(5)包括偏振态测量仪(51);

步骤二、打开穆勒矩阵测试起偏系统(2)中第一激光器(21),调节第一衰减片(22)的亮度,移除第一四分之一波片(25),调节第一线偏振片(24)产生水平线偏振光;

步骤三、打开环境干扰抑制起偏系统(4)中第二激光器(41),调节第二衰减片(42)产生的亮度与步骤一中第一衰减片(22)产生的亮度相同,移除第三四分之一波片(44),调节第三线偏振片(43)产生水平线偏振光;

步骤四、移除穆勒矩阵测试接收系统(3)中第二四分之一波片(31),调节第二线偏振片(32),使其与步骤一中穆勒矩阵测试起偏系统(2)的偏振态相同,测试水平起偏、水平检偏时所接收的光斑图样;

步骤五、在多层环境模拟系统(1)的下层大气颗粒物模拟系统(11)中充入待测颗粒物样本,上层水雾环境模拟系统(12)中充入不同浓度的水雾,用于模拟不同天气条件下的云、雾环境,两层介质环境均为均匀介质环境;

步骤六、待多层环境模拟系统(1)中介质环境稳定后,分别由穆勒矩阵测试接收系统(3)中CCD探测器(33)接收垂直方向上两层介质的光斑图样和环境干扰抑制接收系统(5)中偏振态测量仪(51)接收上层水雾干扰环境的出射斯托克斯矢量,并进行记录;

步骤七、重复步骤一至步骤六,调节穆勒矩阵测试起偏系统(2)中第一线偏振片(24)及第一四分之一波片(25),依次产生水平、垂直、+45度、‑45度线偏振光以及左旋、右旋圆偏振光;调节穆勒矩阵测试接收系统(3)中第二四分之一波片(31)与第二线偏振片(32),依次检测水平、垂直、+45度、‑45度线偏振光及右旋、左旋圆偏振光,共计三十六组起偏与检偏组合,由CCD探测器(33)接收光强图样;

步骤八、调节环境干扰抑制起偏系统(4)中第三线偏振片(43)及第三四分之一波片(44),使得环境干扰抑制起偏系统(4)产生的偏振态与穆勒矩阵测试起偏系统(2)中偏振态相同,共计六种起偏状态,分别由偏振态测量仪(51)接收干扰环境传输后的六组斯托克斯矢量;

步骤九、将步骤七穆勒矩阵测试接收系统(3)中调节的检偏偏振态与颗粒物穆勒矩阵及步骤八中测得的六组斯托克斯矢量相乘,并由步骤七相应测得的三十六组CCD探测器(33)接收的光强图样进行求解,从而得到大气颗粒物穆勒矩阵中十六个元素。

2.根据权利要求1所述的环境干扰抑制的大气颗粒物穆勒矩阵测量方法,其特征在于:

所述大气颗粒物模拟系统(11)和水雾环境模拟系统(12)长度相同,并以长度对齐布置;水雾环境模拟系统(12)的长度和高度相同,于垂直方向大气颗粒物模拟系统(11)和水雾环境模拟系统(12)上均开有垂直光学窗口,且大气颗粒物模拟系统(11)和水雾环境模拟系统(12)的垂直光学窗口中心轴重合,于水平方向水雾环境模拟系统(12)上开设有水平光学窗口。