基于單頻激光輻照的雙層參與性介質光譜輻射特性測量方法
【專利摘要】基于單頻激光輻照的雙層參與性介質光譜輻射特性測量方法，屬于參與性介質光學參數(shù)測量【技術領域】。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有雙層參與性介質光譜輻射特性的測量成本高及測量結果不準確的問題。它利用單頻激光先后從兩側輻照雙層參與性介質表面，利用探測器獲得樣品表面的頻域復半球反射信號和復半球透射信號，最后利用反演的方法獲得雙層參與性介質的光譜吸收系數(shù)和光譜散射系數(shù)。本發(fā)明用于測量雙層參與性介質光譜輻射特性。
【專利說明】基于單頻激光輻照的雙層參與性介質光譜輻射特性測量方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及基于單頻激光輻照的雙層參與性介質光譜輻射特性測量方法，屬于參與性介質光學參數(shù)測量【技術領域】。
【背景技術】
[0002]參與性介質在工業(yè)技術中有廣泛的應用，如石英玻璃的性能調制、半透明塑料的點燃、光學纖維的制造與應用等。近年來，隨著航空航天等高科技領域的發(fā)展，多層參與性介質在現(xiàn)代科技中得到了廣泛應用。主要表現(xiàn)在陶瓷、氧化鋯等材料的涂層技術、醫(yī)學診斷技術等。進行參與性介質熱輻射物性以及相關學科的研究對于軍用和民用領域均具有重要意義。
[0003]吸收系數(shù)和散射系數(shù)是表征參與性介質熱輻射物性的重要參數(shù)。了解生物組織的光吸收和散射特性對激光熱療法方案的選取至關重要，也是激光診斷和治療廣泛應用的基礎，例如激光誘導熒光診斷惡性組織和光動力治療病變組織。而且，參與性介質的吸收、散射系數(shù)對于大氣粒子的探測、紅外遙感也具有重要的意義。
[0004]目前，參與性介質輻射物性的測量方法主要是針對單層的介質來研究的，對于雙層的參與性介質輻射物性測量的方法很少。并且，在實際測量雙層參與性介質輻射物性的過程中，由于透射信號與反射信號是隨時間變化的，要想實際測量出輻射信號隨時間變化的曲線是比較困難的，這些都導致了雙層參與性介質輻射物性的測量成本高及測量結果不準確的缺陷。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有雙層參與性介質光譜輻射特性的測量成本高及測量結果不準確的問題，提供了一種基于單頻激光輻照的雙層參與性介質光譜輻射特性測量方法。
[0006]本發(fā)明所述基于單頻激光輻照的雙層參與性介質光譜輻射特性測量方法，待測雙層參與性介質由第一層介質和第二層介質組成，它包括以下步驟:
[0007]步驟一:將頻率為《的單頻調制激光束，從待測雙層參與性介質的第一層介質表面?zhèn)却怪比肷?，然后采用探測器分別采集該第一層介質表面?zhèn)鹊囊唤M頻域復半球反射信號
和第二層介質表面?zhèn)鹊囊唤M頻域復半球透射信號I； /=1;
[0008]步驟二:由設定的第一層介質的光譜吸收系數(shù)K al和光譜散射系數(shù)K sl的取值，根據輻射傳輸方程獲得單頻調制激光束計算域內的輻射強度場；然后執(zhí)行步驟四；
[0009]步驟三:由設定的第二層介質的光譜吸收系數(shù)K a2和光譜散射系數(shù)K s2的取值，根據輻射傳輸方程獲得單頻調制激光束計算域內的輻射強度場；然后執(zhí)行步驟四；
[0010]步驟四:根據當前計算獲得的單頻調制激光束計算域內的輻射強度場，
[0011]當i=l時,通過下述公式:[0012]
【權利要求】
1.一種基于單頻激光輻照的雙層參與性介質光譜輻射特性測量方法，待測雙層參與性介質由第一層介質和第二層介質組成，其特征在于，它包括以下步驟: 步驟一:將頻率為《的單頻調制激光束，從待測雙層參與性介質的第一層介質表戸,垂直入射，然后采用探測器分別采集該第一層介質表面?zhèn)鹊囊唤M頻域復半球反射信號A ,和第二層介質表面?zhèn)鹊囊唤M頻域復半球透射信號 步驟二:由設定的第一層介質的光譜吸收系數(shù)K al和光譜散射系數(shù)K sl的取值，根據輻射傳輸方程獲得單頻調制激光束計算域內的輻射強度場；然后執(zhí)行步驟四； 步驟三:由設定的第二層介質的光譜吸收系數(shù)Ka2和光譜散射系數(shù)Ks2的取值，根據輻射傳輸方程獲得單頻調制激光束計算域內的輻射強度場；然后執(zhí)行步驟四； 步驟四:根據當前計算獲得的單頻調制激光束計算域內的輻射強度場， 當i=l時，通過下述公式:
2.根據權利要求1所述的基于單頻激光輻照的雙層參與性介質光譜輻射特性測量方法，其特征在于，所述逆問題 算法為微粒群算法。
【文檔編號】G01N21/49GK103439283SQ201310412796
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權日:2013年9月11日
【發(fā)明者】齊宏, 任亞濤, 張彪, 孫雙成, 阮立明 申請人:哈爾濱工業(yè)大學
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