[发明专利]一种使用面阵CCD快速测量相干背散射的装置及方法

权利要求书

1.一种使用面阵CCD快速测量相干背散射的装置，包括：激光器、衰减器、反射镜、空间光滤波扩束准直器、分束镜、消光器、柱透镜、微型计算机、面阵电荷耦合器件CCD和平面反射镜，其特征在于激光器后面放置衰减器，衰减器后面放置反射镜；空间光滤波扩束准直器由两个透镜和小孔光阑组成，小孔光阑位于两个透镜中间，空间光滤波扩束准直器位于反射镜之后、分束镜之前；位于分束镜之后纵向放置消光器，横向前端放置平面反射镜，横向后端放置柱透镜，面阵电荷耦合器件CCD置于柱透镜后面并和微型计算机相连接。

2.如权利要求1所述的一种使用面阵CCD快速测量相干背散射的装置，其特征在于所述的消光器的设计是呈布儒斯特角倾斜的黑色玻璃片。

3.如权利要求1所述的一种使用面阵CCD快速测量相干背散射的装置，其特征在于所述的柱透镜的轴线垂直于光路方向。

4.如权利要求1所述的一种使用面阵CCD快速测量相干背散射的装置，其特征在于所述的面阵电荷耦合器件位于柱透镜的焦平面上。

5.一种利用权利要求1所述的装置测量相干背散射的方法，步骤如下：

a.打开激光器，调节衰减器改变激光的输出光强，使得输出激光能够使用裸眼轻易识别，并且调节时不伤眼；调节反射镜使得反射的光接近于水平传输；调节空间滤波准直扩束器中的两个透镜和小孔光阑，使得光束接近为空间分布均匀的近平面波；

b.放置分束镜和平面反射镜，平面反射镜要垂直于光路，使得反射的光能够原路返回；根据激光器输出的偏振方向调节消光器的角度，保证激光被消光器吸收，基本上没有反射；

c.放置柱透镜，尽量靠近分束镜；调节衰减器至其最大衰减能力，使得输出的光最弱，放置面阵电荷耦合器件，慢慢调节衰减器使输出的光由弱到强，从而使得面阵电荷耦合器件上的信号处于其线性响应范围内；横向调节面阵电荷耦合器件的位置，使得面阵电荷耦合器件上的亮线的位置接近CCD的探测面中心；纵向调节面阵电荷耦合器件，在此亮线宽度最窄的时候，即为面阵电荷耦合器件已经在柱透镜的焦平面上，记录下这个亮线，即为测量系统的系统响应；本步骤调节完毕的标准为：亮线的宽度低于面阵电荷耦合器件的测量总宽度的百分之一，最佳状态为亮线宽度大致同面阵电荷耦合器件的单列像素尺度一致，否则需要重新进行步骤a到c，以能够保证系统响应宽度远小于信号宽度的目的；

d.将平面反射镜替换为样品，调节衰减器来调节输出的光强，使得面阵电荷耦合器件上的信号在其线性响应范围的中间为宜，使用面阵电荷耦合器件记录下数据，即为相干背散射数据；

e.对所得的数据进行一维数值积分，积分的方向同柱透镜的线性方向平行，得到曲线后使用相干背散射公式进行拟合。