[发明专利]一种利用双光谱成像进行雾场粒径平面分布测量的装置

权利要求书

1.一种利用双光谱成像进行雾场粒径平面分布测量的装置，其特征在于：该装置由四大部分组成：激光器（1）、时序控制器（21）、激光束转激光片光路以及成像光路，其中：

激光器（1）作为激光光源，产生激光束；

时序控制器（21）分别控制激光器外触发源和相机的快门控制端，使得在脉冲激光到达测量区域时，时序控制器启动相机快门并保持一段曝光时间，以便相机完成荧光散射光和Mie散射光成像；

激光束转激光片光路是将激光束（3）转换为激光片（7），激光束转激光片光路由第一反射镜（2）、凹柱面透镜（4）、凸透镜（5）和凸柱面透镜（6）组成，该激光束转激光片光路将束激光展成一定宽度和一定厚度的片激光；激光片（7）通过激发面，可以使激发面中的微液滴群受激发，产生荧光散射光和Mie散射光；

成像光路由Mie散射光成像光路和荧光散射光成像光路以及ICCD相机构成；荧光散射光成像光路由第二反射镜（11），第三反射镜（12）和低通滤光镜（14）组成，激发面中微液滴群发出荧光散射光和Mie散射光中的一部分被第二反射镜（11）反射至第三反射镜（12），然后由低通滤光镜（14）将波长与激光波长相等的Mie散射光滤除掉，而让波长比激发激光长的荧光通过，因此，光线经过低通滤光镜（14）而在ICCD相机（20）形成了半幅图像，这半幅图像是激发面的微液滴群发出的荧光散射光图像；Mie散射光成像光路由第四反射镜（16），第五反射镜（18）以及窄带滤光镜（17）组成，激发面中微液滴群发出荧光散射光和Mie散射光中的一部分被第五反射镜（18）反射至第四反射镜（16），然后由窄带带通滤光镜（17）将荧光滤除而让Mie散射光通过并被ICCD相机（20）成像，因此，光线经过窄带滤光镜（17）而在ICCD相机（20）形成了半幅图像，这半幅图像是激发面微液滴群散发出的Mie散射光图像；ICCD相机（20）每次拍一幅图像，图像的一半是由激发面的微液滴群发出的Mie散射光成的像，另一半是由激发面的微液滴群发出的荧光散射光成的像。

2.根据权利要求1所述的一种利用双光谱成像进行雾场粒径平面分布测量的装置，其特征在于：为了能够提供高能量密度的激光，以便使激发面中的雾滴群能够被激发出足够强的荧光散射光和Mie散射光，从而提高ICCD成像质量，采用脉冲激光器作为激光器（1）。

3.根据权利要求1所述的一种利用双光谱图像进行雾场粒径平面分布测量的装置，其特征在于：该激光束转激光片光路将激光束展成宽度在20mm-100mm之间，且厚度约为0.5mm的片激光。

4.根据权利要求1所述的一种利用双光谱成像进行雾场粒径平面分布测量的装置，其特征在于：通过成像光路，获得由半幅荧光散射光图像和半幅Mie散射光图像组成所需要拍摄的一幅图像，成像系统只需要一部ICCD相机。

5.根据权利要求4所述的一种利用双光谱成像进行雾场粒径平面分布测量的装置，其特征在于，所述的成像光路，包含两组平面反射镜，每组反射镜由两片反射镜组成，成像光路还包括一个用于滤除荧光而让Mie散射光通过的窄带带通滤光镜以及用于滤除Mie散射光而让荧光通过的低通滤光镜。