全角度偏振相函数测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种全角度偏振相函数测量系统，包括样品池单元、入射光单元、出射光单元与光检测单元；所述入射光单元和出射光单元伸入样品池单元，所述光检测单元安装在样品池单元上，跟随样品池单元转动，出射光单元发出的光线导入样品池单元中的样品水体中，通过出射光单元导出透射光，散射光由光检测单元接收；通过旋转样品池单元改变探测角度与透射光路夹角，获取不同方向的散射光强度；再通过调节入射光单元与光检测单元的偏振角度，探测不同偏振方向的光强度。在本发明专利技术中引入偏振测量组件，提高了系统使用范围；使用高度可调的出射光棱镜，使得系统可以测量0‑180°全角度散射光。

Full angle polarization phase function measurement system

The invention discloses a full angle polarized phase function measurement system, including sample unit, incident light unit, light unit and a light detection unit; the light unit and the light unit into the sample pool unit, the light detecting unit is installed in the sample pool unit, follow the sample pool rotation unit the emitting light, light unit into a sample cell unit sends the sample in the water, the light transmission unit derived light received by the light scattering light detection unit; by rotating the sample pool unit change detection angle and transmission optical path, the light scattering intensity obtained in different directions; then by adjusting the polarization angle of incident light the unit and the light detecting unit, light intensity detection in different polarization directions. The introduction of polarization measurement unit in the invention, improve the use of the system; use height adjustable optical prism, which makes the system can measure 0 180 degree full angle light scattering.

【技术实现步骤摘要】
全角度偏振相函数测量系统
本专利技术涉及一种水体相函数测量系统，尤其涉及一种全角度偏振相函数测量系统。
技术介绍
水体相函数的强度及偏振特性对于研究水体的生物化学特性十分重要。然而，目前常见的水体相函数测量系统并不能测量偏振；同时，由于传感器遮挡的缘故，现有的测量系统只能测量接近180°的散射光强度，而无法准确测量180°散射光强。因此，设计一种能在0-180°全角度测量水体偏振相函数的系统非常重要。
技术实现思路
本专利技术克服了已有水体相函数测量系统不能测量0°和180°区域相函数特性以及不能测量相函数偏正特性的缺点，提供一种全角度偏振相函数测量系统。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种全角度偏振相函数测量系统，包括样品池单元、入射光单元、出射光单元与光检测单元；所述入射光单元和出射光单元伸入样品池单元，所述光检测单元安装在样品池单元上，跟随样品池单元转动，出射光单元发出的光线导入样品池单元中的样品水体中，通过出射光单元导出透射光，散射光由光检测单元接收；通过旋转样品池单元改变探测角度与透射光路夹角，获取不同方向的散射光强度；再通过调节入射光单元与光检测单元的偏振角度，探测不同偏振方向的光强度；入射光单元的光入射点和出射光单元的光出射点的连线与样品池单元的光轴在同一平面内；光入射点与光出射点连线的中心位于样品池单元的旋转轴上。进一步的，所述样品池单元包括步进电机旋转台、样品池；所述样品池设置在步进电机旋转台上；所述样品池的侧壁上具有样品池光学窗口，光检测单元安装在样品池光学窗口处，光检测单元的光轴与样品池光学窗口的光轴重合；样品池内部涂有黑色吸光材料；样品池光学窗口为透明材料。进一步的，所述入射光单元包括在光路上依次布置的激光器、起偏器和入射光棱镜；起偏器和入射光棱镜的轴线与激光器发射的激光重合。进一步的，所述入射光单元还包括第一光路调节组件，第一光路调节组件包括激光器安装架、支撑器件、偏振片、扩束器、第一光阑、第一反射镜、倾角调整架、平移调整架、第一旋转调整架、第一高度调整架、支撑接杆和第一接杆；激光器安装架安装于支撑器件上；激光器安装于激光器安装架上方；支撑接杆安装于支撑器件上；偏振片、起偏器、扩束器、光阑依次通过第一接杆相连，它们的光轴均与激光器光路重合，相连后通过支撑接杆支撑在支撑器件上。反射镜安装于第一接杆端头，其中心位于激光器出射光路上，反射镜的镜面与水平面呈45°夹角；倾角调整架、平移调整架、第一旋转调整架、第一高度调整架依次安装于反射镜下方，它们的中心也均在激光光路上，它们之间也通过第一接杆相连；入射光棱镜安装于第一高度调整架下方。进一步的，所述入射光棱镜为柱状棱镜，入射光棱镜的上表面与水平面平行，入射光棱镜的下表面与水平面呈45°夹角，入射光棱镜的下表面上镀有半透半反膜。进一步的，所述出射光单元包括出射光棱镜和高度调节仪；所述出射光棱镜与高度调节仪相连，通过高度调节仪调节出射光棱镜在样品池单元中的高度。进一步的，所述出射光单元还包括第二光路调节组件；所述第二光路调节组件包括第二旋转调整架、第二高度调整架、第二反射镜、光线收集器、第二接杆；第二接杆与高度调整架相连，光线收集器安装于第二接杆上；第二反射镜安装于第二接杆端头；第二旋转调整架、第二高度调整架依次安装于第二反射镜正下方，出射光棱镜安装于第二高度调整架上。进一步的，所述出射光棱镜为柱状棱镜，其下端为V字型双平面，远离样品池单元的旋转轴一侧的出射棱镜的下表面上镀有反射膜，出射光棱镜的上表面为斜面，镀增透膜。进一步的，所述光检测单元包括检偏器、光电探测器、透镜；检偏器、透镜、光电探测器依次共轴排布在样品池光学窗口上，且均与样品池光学窗口共轴；光电探测器位于透镜对样品池单元的旋转轴成像的像平面上。进一步的，所述光检测单元还包括第三光路调节组件，第三光路调节组件包括第二光阑和第三接杆；第二光阑设置在检偏器和透镜之间，检偏器、第二光阑、透镜、光电探测器通过第三接杆安装在样品池光学窗口上。本专利技术的有益效果是：在相函数测量系统中引入偏振测量组件，提高了系统使用范围；入射光棱镜采用半透半反镜代替传统的反射镜，因此系统可以测量现有方法无法接收的180°散射光；同时，使用高度可调的出射光棱镜，使得系统可以测量0-180°全角度散射光。附图说明图1(a)是本专利技术实施例的光路原理主视图；图1(b)是本专利技术实施例的光路原理俯视图；图2是本专利技术实施例的整体结构主视图；图3是本专利技术实施例的整体结构45°视图；图4是本专利技术实施例的样品池单元主视图；图5是本专利技术实施例的样品池单元45°视图；图6是本专利技术实施例的入射光单元主视图；图7是本专利技术实施例的入射光单元45°视图；图8(a)是本专利技术实施例的入射光棱镜的主视图，图8(b)是本专利技术实施例的入射光棱镜的轴侧图；图9是本专利技术实施例的出射光单元主视图；图10(a)是本专利技术实施例的出射光棱镜的主视图，图10(b)是本专利技术实施例的出射光棱镜的仰视图；图11是本专利技术实施例的光检测单元主视图；图12是本专利技术实施例的光检测单元45°视图；图中：样品池单元1、入射光单元2、出射光单元3、光检测单元4、步进电机旋转台101、安装座102、样品池103、激光器201、起偏器202、入射光棱镜203、出射光棱镜301、高度调节仪302、检偏器401、光电探测器402、透镜403、激光器安装架501、支撑器件502、偏振片503、扩束器504、第一光阑505、第一反射镜506、倾角调整架507、平移调整架508、第一旋转调整架509、第一高度调整架510、支撑接杆511、第二旋转调整架601、第二高度调整架602、第二反射镜603、光线收集器604、第二接杆605、第二光阑701、第三接杆702、入射光棱镜的上表面2031、入射光棱镜的下表面2032、出射棱镜的下表面3011、出射光棱镜的上表面3012。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。如图1(a)、图1(b)、图2和图3所示，本专利技术提供一种全角度偏振相函数测量系统，包括样品池单元1、入射光单元2、出射光单元3与光检测单元4；所述入射光单元2和出射光单元3伸入样品池单元1，所述光检测单元4安装在样品池单元1上，跟随样品池单元1转动，出射光单元3发出的光线导入样品池单元1中的样品水体中，通过出射光单元3导出透射光，散射光由光检测单元4接收；通过旋转样品池单元1改变探测角度与透射光路夹角，获取不同方向的散射光强度；再通过调节入射光单元2与光检测单元4的偏振角度，探测不同偏振方向的光强度。；光入射点和光出射点的连线与样品池光轴在同一平面内；光入射点与光出射点连线的中心位于样品池的旋转轴上。如图4-5所示，所述样品池单元1包括步进电机旋转台101、安装座102和样品池103；所述安装座102固定于步进电机旋转台101上方，其中心位于步进电机旋转台旋转轴上；样品池103固定于安装座102上方，其中心轴与步进电机旋转台101旋转轴重合；样品池光学窗口104位于样品池103的侧壁，其光轴与步进电机旋转台101的旋转轴相交；样品池103内部涂有黑色吸光材料；样品池光学窗口104为透明材料；系统工作时，步进电机旋转台101带动样品池103及光检测单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全角度偏振相函数测量系统，其特征在于，包括样品池单元(1)、入射光单元(2)、出射光单元(3)与光检测单元(4)等；所述入射光单元(2)和出射光单元(3)伸入样品池单元(1)，所述光检测单元(4)安装在样品池单元(1)上，跟随样品池单元(1)转动，出射光单元(3)发出的光线导入样品池单元(1)中的样品水体中，通过出射光单元(3)导出透射光，散射光由光检测单元(4)接收；通过旋转样品池单元(1)改变探测角度与透射光路夹角，获取不同方向的散射光强度；再通过调节入射光单元(2)与光检测单元(4)的偏振角度，探测不同偏振方向的光强度；入射光单元(2)的光入射点和出射光单元(3)的光出射点的连线与样品池单元(1)的光轴在同一平面内；光入射点与光出射点连线的中心位于样品池单元(1)的旋转轴上。

【技术特征摘要】
1.一种全角度偏振相函数测量系统，其特征在于，包括样品池单元(1)、入射光单元(2)、出射光单元(3)与光检测单元(4)等；所述入射光单元(2)和出射光单元(3)伸入样品池单元(1)，所述光检测单元(4)安装在样品池单元(1)上，跟随样品池单元(1)转动，出射光单元(3)发出的光线导入样品池单元(1)中的样品水体中，通过出射光单元(3)导出透射光，散射光由光检测单元(4)接收；通过旋转样品池单元(1)改变探测角度与透射光路夹角，获取不同方向的散射光强度；再通过调节入射光单元(2)与光检测单元(4)的偏振角度，探测不同偏振方向的光强度；入射光单元(2)的光入射点和出射光单元(3)的光出射点的连线与样品池单元(1)的光轴在同一平面内；光入射点与光出射点连线的中心位于样品池单元(1)的旋转轴上。2.根据权利要求1所述的全角度偏振相函数测量系统，其特征在于，所述样品池单元(1)包括步进电机旋转台(101)、样品池(103)；所述样品池(103)设置在步进电机旋转台(101)上；所述样品池(103)的侧壁上具有样品池光学窗口(104)，光检测单元(4)安装在样品池光学窗口(104)处，光检测单元(4)的光轴与样品池光学窗口(104)的光轴重合；样品池(103)内部涂有黑色吸光材料；样品池光学窗口(104)为透明材料。3.根据权利要求1所述的全角度偏振相函数测量系统，其特征在于，所述入射光单元(2)包括在光路上依次布置的激光器(201)、起偏器(202)和入射光棱镜(203)；起偏器(202)和入射光棱镜(203)的轴线与激光器(201)发射的激光重合。4.根据权利要求3所述的全角度偏振相函数测量系统，其特征在于，所述入射光单元(2)还包括第一光路调节组件，第一光路调节组件包括激光器安装架(501)、支撑器件(502)、偏振片(503)、扩束器(504)、第一光阑(505)、第一反射镜(506)、倾角调整架(507)、平移调整架(508)、第一旋转调整架(509)、第一高度调整架(510)、支撑接杆(511)和第一接杆；激光器安装架(501)安装于支撑器件(502)上；激光器(201)安装于激光器安装架(501)上方；支撑接杆(511)安装于支撑器件(502)上；偏振片(503)、起偏器(202)、扩束器(504)、光阑(505)依次通过第一接杆相连，它们的光轴均与激光器(501)光路重合，相连后通过支撑接杆(511)支撑在支撑器件(502)上。反射镜(506)安装于第一接杆(512)端头，其中心位于激光器(501)出射光路上，反射镜(506)的镜面与水平面呈45°夹角；倾角调整架(507...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶邦一，毛志华，郭乙陆，方美芬，
申请(专利权)人：国家海洋局第二海洋研究所，杭州蓝科光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33