[发明专利]激光在非均匀雾霾介质中的偏振特性测试装置

说明书

激光在非均匀雾霾介质中的偏振特性测试装置属于偏振传输测试技术领域，包括激光发射系统、非均匀雾霾模拟装置、烟雾发生系统、接收系统和排雾系统。所述非均匀雾霾模拟装置的箱体内部分为三层以上，每层中均固定安装有塔尖角度可调的喷塔和气体循环系统。本发明可以独立完成非均匀雾霾环境的产生：采用燃烧烟饼的方法模拟雾霾气体，设计了三层以上的非均匀雾霾模拟装置，配合烟雾发生系统和气体循环系统，可以产生自上到下浓度由低到高的分层气体环境，即非均匀雾霾模拟环境。在此介质中进行偏振光传输实验，可以得到不同偏振态的偏振光穿过非均匀雾霾环境后，偏振特性的变化情况。

技术领域

本发明属于偏振传输测试技术领域，特别是涉及到一种激光在非均匀雾霾介质中的偏振特性测试装置。

背景技术

近几年化石燃料的燃烧、取暖、汽车尾气排放、建筑粉尘等人为因素打破了生态环境平衡，导致空气污染严重，雾霾现象频发。雾霾天气最突出的特点就是能见度降低，这导致军事识别探测、安全交通无一不受其影响。

有关偏振传输的研究，国外的Martin采用蒙特卡洛方法，对入射线偏光在均匀雾中的传输过程进行仿真处理，得到不同波长条件下出射光偏振特性的变化情况；John D对比了不同偏振态的偏振光在模拟雾和实际雾中的偏振传输情况，得出结论：与线偏光相比，圆偏光可以多传输30％的信号；国内方面合肥工业大学以经典蒙特卡洛为基础，引入了一种介质浓度表征方法来研究偏振光在均匀介质中的偏振特性变化情况；长春理工大学研究了均匀介质、不同类型粒子对偏振传输特性的影响；山东理工大学研究了均匀海雾中可见波段与近红外波段的光传输特性。

可以看出现有的测试装置和方法大多针对的是均匀的传输介质，并不适用于激光在实际非均匀雾霾环境下的偏振特性测试。实际的雾霾环境，尤其对于激光传输而言，传输介质在垂直方向上是非均匀的，又可称为分层气体环境：受温湿度、气压等外界干扰，空气中雾霾粒子浓度分布是不均匀的，高空的雾霾粒子浓度低，接近地面的雾霾粒子浓度高，因此自上而下形成了上薄下密的分层气体环境。

因此，针对这种垂直方向雾霾浓度分层所产生的非均匀雾霾环境，亟需激光在非均匀雾霾介质中的偏振特性测试装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种激光在非均匀雾霾介质中的偏振特性测试装置用于解决现有的测试装置大多针对的是均匀的传输介质并不适用于实际非均匀雾霾环境下的偏振特性测试的技术问题。

激光在非均匀雾霾介质中的偏振特性测试装置，包括激光发射系统、非均匀雾霾模拟装置、烟雾发生系统、接收系统和排雾系统，

所述非均匀雾霾模拟装置包括箱体、塔尖角度可调的喷塔、气体循环系统和排雾口；所述箱体的内部通过隔板自上而下分为三层以上腔体，箱体的外壁和隔板在激光传输方向的主光路上均设置有光学窗口；所述腔体内壁均固定安装有喷塔，腔体内均设置有气体循环系统，腔体的侧壁上均设置有排雾口；

所述激光发射系统位于非均匀雾霾模拟装置的下部，激光发射系统、非均匀雾霾模拟装置和接收系统依次设置在激光传输方向的主光路上，发射系统包括沿着激光的传输方向依次设置的激光器、衰减片以及偏振控制器；

所述烟雾发生系统设置在非均匀雾霾模拟装置的侧部，烟雾发生系统包括增压泵、烟饼和烟雾发生器；所述烟雾发生器的内部放置烟饼，烟雾发生器的一端与增压泵连接，烟雾发生器的另一端分别与各喷塔的塔尖连接；

所述接收系统位于非均匀雾霾模拟装置的上部，接收系统包括滤光片、全偏振辐射仪和计算机数据处理单元，所述滤光片固定在全偏振辐射仪接收端的前部；所述全偏振辐射仪与计算机数据处理单元电性连接；

所述排雾系统的一端与烟雾发生器连接，排雾系统的另一端分别与各腔体的排雾口连接。

所述气体循环系统包括长轴马达、离心风叶和风道；所述长轴马达安装在风道内的一端中部；所述离心风叶为三片以上，离心风叶均匀连接在长轴马达的转动轴外部。