【技术实现步骤摘要】
基于多角度测量的弥散介质光学参数场探测装置及方法
本专利技术属于频域近红外光学成像
，具体为基于多角度测量的弥散介质光学参数场探测装置及方法。
技术介绍
弥散介质为包含颗粒的参与性介质，弥散介质的内部结构探测在很多领域的研究中都具有重要的作用，如生物医学成像、无损探测、红外遥感、火焰测温等领域。多数情况下，弥散介质内部的光学参数场分布不能通过测量直接得到，但利用激光入射弥散介质时，介质边界的边界探测信号出射辐射强度是可以直接测量的，结合重建优化算法分析边界测量信号中的光学信息，可以重建得到介质内部的光学参数场，协助介质内部结构的诊断及探测研究。利用近红外光激光作用于弥散介质时，根据选用激光光源的不同，可分为稳态模型利用连续激光入射，频域模型利用调频激光入射，时域模型利用脉冲激光入射。三种辐射传输模型中，频域模型求解比较简单，计算效率较高，信号探测技术较为简单；可以避免时域模型的技术限制，同时能够提供比稳态模型更多的探测信息，成为辐射反问题研究中最具发展前景的计算模型。然而，由于频域模型提供的测量数据较少，测量信号包含介质内部光学信息不够丰富，运用重建算法得到...
【技术保护点】
1.基于多角度测量的弥散介质光学参数场探测装置，其特征在于包括：激光控制器(1)、激光头(2)、CCD相机(4)和数据采集处理系统(5)；所述激光控制器(1)的输出端同时与激光头(2)的激光控制信号输入端和数据采集处理系统(5)的信号输入端连接，所述数据采集处理系统(5)的信号输入端与CCD相机(4)的信号输出端连接。
【技术特征摘要】
1.基于多角度测量的弥散介质光学参数场探测装置，其特征在于包括：激光控制器(1)、激光头(2)、CCD相机(4)和数据采集处理系统(5)；所述激光控制器(1)的输出端同时与激光头(2)的激光控制信号输入端和数据采集处理系统(5)的信号输入端连接，所述数据采集处理系统(5)的信号输入端与CCD相机(4)的信号输出端连接。2.基于多角度测量的弥散介质光学参数场探测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一：开启激光控制器(1)，使激光头(2)发射出的调频激光射入到弥散介质(3)中，然后将弥散介质(3)以几何中心为旋转中心顺时针旋转z°，旋转n次，且每次旋转都利用调频激光入射弥散介质(3)，90>z>0，n＞0；所述激光头(2)每发射一次调频激光，所述CCD相机(4)都会采集一次弥散介质边界的出射辐射强度信号，然后将获得的所有出射辐射强度信号发送至数据采集处理系统(5)中；所述数据采集处理系统(5)分别对其获得的出射辐射强度信号进行处理，获得弥散介质(3)各边界射出的光谱辐射强度值作为调频激光入射时的测量信号，m表示选取入射激光频域序号，s表示光源照射的边界序号，d表示探测点位置序号；步骤二：假设弥散介质的多宗量光学参数场初值为μ0，将μ0带入频域辐射传输方程，计算得到不同频率下介质边界的透反射辐射强度信号与步骤一中的测量信号构成目标函数F(μ0)；步骤三：判断是否出现出现Maratos现象，如果出现Maratos现象，则执行步骤四；如果未出现则执行步骤五；步骤四：利用二阶修正技术更新弥散介质光学参数场的分布值：μk＝μk-1+Δμ，k＝1,2,…；Δμ表示利用二阶修正技术更新后的光学参数场的改变量，执行步骤六；步骤五：利用序列二次规划算法更新弥散介质光学参数场的分布值：μk＝μk-1+Δμ'，k＝1,2,…；Δμ'表示利用序列二次规划算法更新后的光学参数场的改变量，执行步骤六；步骤六：根据第k步迭代得到的光学参数分布μk，运用频域辐射传输方程进行计算，得到介质边界的出射辐射强度计算目标函数F(μk)，如果目标函数值小于阈值，执行步骤八；否则，执行步骤七；步骤七：令迭代次数k＝k+1，更新序列二次规划子问题中的参数矩阵：Βk+1＝Βk+ΔB，执行步骤三，其中，Β为拉格朗日方程中的海塞矩阵的近似，Βk为第k次迭代的参数值，Β...
【专利技术属性】
技术研发人员：齐宏，赵方舟，任亚涛，阮立明，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23
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