[发明专利]基于脉冲激光的半透明介质衰减系数和散射反照率的快速测量方法

摘要

基于脉冲激光的半透明介质衰减系数和散射反照率的快速测量方法，属于半透明介质辐射物性测量技术领域。本发明解决了基于逆问题求解的半透明介质辐射测量方法测量速度缓慢的问题，本发明向半透明待测试件的一侧表面涂覆上黑度涂层，利用高斯脉冲激光光束垂直入射到试件无涂层的一侧表面，采用单光子计数器测量半透明介质时域半球反射信号；设定待测介质的衰减系数β和待测介质的散射反照率ω的值，时域半球反射信号的估计值与用单光子计数器测量半透明介质的时域半球反射信号做最小二乘差值；判断该差值是否小于阈值，若是将设定的待测介质的衰减系数β和待测介质的散射反照率ω作为结果。本发明适用于半透明介质辐射物性测量。

主权项

基于脉冲激光的半透明介质衰减系数和散射反照率的快速测量方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：步骤一、向半透明待测试件的一侧表面涂覆上黑度为0.95‑1的涂层，利用高斯脉冲激光器产生高斯脉冲激光，高斯脉冲激光光束垂直入射到试件无涂层的一侧表面，采用单光子计数器测量半透明介质无涂层侧的时域半球反射信号，获得试件的时域反射信号曲线及该曲线的峰值Rmax；步骤二、利用得到的时域反射信号曲线的峰值Rmax，根据试件的几何厚度L和长度量纲的激光脉冲宽度ctp的大小关系，获得待测介质的衰减系数β和待测介质的散射反照率ω的关系；步骤三、利用步骤二中获得的待测介质的衰减系数β和待测介质的散射反照率ω的关系，对逆问题算法进行初始化；步骤四、利用逆问题算法，设定待测介质的衰减系数β和待测介质的散射反照率ω的值，根据辐射传递方程，获得计算域内的辐射场强度；步骤五、利用步骤四获得的计算域内的辐射场强度，根据公式： R ( t ) = 2 π ∫ π / 2 π I ( 0 , θ , t ) I 0 cos θ sin θdθ - - - ( 1 ) 获得时域半球反射信号的估计值R(t)；式中I0是高斯脉冲激光的辐射强度峰值；I(0,θ,t)为t时刻θ方向x=0处的的辐射强度，x=0处为待测试件无涂层的一侧表面，θ为辐射方向；步骤六、利用步骤五获得的时域半球反射信号的估计值R(t)与步骤一中采用单光子计数器测量半透明介质无涂层侧的时域半球反射信号作最小二乘差值；步骤七、判断步骤六的最小二乘差值是否小于阈值ε，若是，将步骤四中设定待测介质的衰减系数β和待测介质的散射反照率ω的值作为测量结果，完成基于脉冲激光的半透明介质衰减系数和散射反照率的快速测量，否则返回步骤四。