一种光的偏振态测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于大气光偏振态检测技术领域，具体涉及一种光的偏振态测量装置，包括镜片固定架和空心轴电机，所述镜片固定架上设有镜片组合，所述镜片组合与空心轴电机共轴，镜片固定架与空心轴电机联接，通过空心轴电机实现镜片固定架以及镜片组合的旋转；所述镜片组合包括由上到下依次设置的窄带滤光片、偏振片、平凸透镜和硅光电池，空心轴电机的空心轴上设有与硅光电池联接的导线滑环。该装置整体结构简单、体积小。且采用共轴结构设置，保证传动的稳定性。由电机直接进行驱动，可以实现快速转动。采用无刷电机时，可达895RPM，装置转动角度精度达到0.02°。

A device for measuring the polarization state of light

The utility model belongs to the technical field of atmospheric light polarization detection, in particular to a light polarization measurement device, which includes a lens fixing frame and a hollow shaft motor, the lens fixing frame is provided with a lens combination, the lens combination is coaxial with the hollow shaft motor, the lens fixing frame is connected with the hollow shaft motor, and the lens fixing frame and the rotation of the lens combination are realized through the hollow shaft motor The lens combination includes a narrow-band filter, a polarizer, a plane convex lens and a silicon photocell arranged from top to bottom, and a wire slip ring connected with the silicon photocell is arranged on the hollow shaft of the hollow shaft motor. The device has simple structure and small volume. The coaxial structure is adopted to ensure the stability of transmission. Driven directly by the motor, it can realize fast rotation. When the brush less motor is used, it can reach 895 rpm, and the rotating angle accuracy of the device can reach 0.02 \u00b0.

【技术实现步骤摘要】
一种光的偏振态测量装置
本技术属于大气光偏振态检测
，具体涉及一种光的偏振态测量装置。
技术介绍
在光学测量中，光的偏振态与偏振度包含有十分丰富的信息。尤其的，在大气光学领域，许多研究表明天空光经过瑞利散射会呈现出规律的偏振模式，利用获取天空中光的偏振状态可以进行导航，沙蚁等一些昆虫可以利用其复眼探测天空偏振态分布进行导航。本领域内测量光的偏振态装置主要分为三种。利用面阵感光器件（CCD、CMOS）摄像机成像型。该型成本高昂，体积较大，机动性差，不适合小器材搭载。偏振片主轴方向成固定角度的多通道同时采集比较型。该型体积小，但有限角度采集的光信息容易造成较大的偏差，且在其中一到两个通道失灵或受干扰的情况下无法采集光的信息。旋转式偏振态检测器。目前已有的旋转型检测器可以稳定的旋转，准确的采集光的偏振态信息，但旋转速度慢，传动结构为皮带传动，精确度较低，且只适用于实验室内激光等特殊光情况，不能在自然光情况下有效的工作。
技术实现思路
针对上述技术问题，本技术提供一种光的偏振态测量装置，该装置结构简单、体积小、可以实现快速旋转。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种光的偏振态测量装置，包括镜片固定架和空心轴电机，所述镜片固定架上设有镜片组合，所述镜片组合与空心轴电机共轴，镜片固定架与空心轴电机联接，通过空心轴电机实现镜片固定架以及镜片组合的旋转；所述镜片组合包括由上到下依次设置的窄带滤光片、偏振片、平凸透镜和硅光电池，空心轴电机的空心轴上设有与硅光电池联接的导线滑环。所述窄带滤光片采用蓝光窄带滤光片。所述空心轴电机采用无刷电机。所述空心轴电机连接有磁感编码器。所述镜片固定架通过螺栓与空心轴电机联接。本技术与现有技术相比，具有的有益效果是：该装置整体结构简单、体积小。且采用共轴结构设置，保证传动的稳定性。由电机直接进行驱动，可以实现快速转动。采用无刷电机时，可达895RPM，装置转动角度精度达到0.02°，本装置未经放大的电流信号输出幅值是普通装置的1.4倍，可以更好、更快速、更精确的测量户外天空中某一点的光的偏振情况。附图说明图1是本技术的原理图；图2是本技术的结构示意图；图3是本技术的爆炸图；图4是本技术信号处理部分电路图；图5是本技术控制原理框图；其中：1为镜片固定架，2为空心轴电机，3为窄带滤光片，4为偏振片，5为平凸透镜，6为硅光电池，7为导线滑环，8为磁感编码器。具体实施方式下面对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1至3所示，一种光的偏振态测量装置，包括镜片固定架1和空心轴电机2，镜片固定架1上设有镜片组合，镜片组合与空心轴电机2共轴，镜片固定架1与空心轴电机联接，通过空心轴电机2实现镜片固定架1以及镜片组合的旋转；镜片组合包括由上到下依次设置的窄带滤光片3、偏振片4、平凸透镜5和硅光电池6，空心轴电机2的空心轴上设有与硅光电池6联接的导线滑环7。自然光通过滤光片仅透过370um附近的波段，通过偏振片4（符合马吕斯定律）进行偏振片4主轴方向上光强的检测，光线通过平凸透镜5汇聚与硅光电池6，产生光电流，电流经导线滑环7引出整个旋转装置，再接入运算放大电路，最后AD采集分析。涉及的具体处理电路如图4所示。采用空心轴结构，可以保证导线滑环的电线可以从其内部穿过；由于在工作过程中硅光电池6也处于旋转状态，因此需要设置相应的导线滑环7，将其电流引出，同时加入导线滑环7，使整个装置可以共轴转动，转动更精确。导线滑环7一端接硅光电池6针脚，另一端穿过空心轴由空心轴电机2不旋转的部分引出装置接至电路部分。进一步，优选使用蓝光窄带滤光片3，获取大气中偏振最明显的波段，窄带滤光使硅光电池6电流与照度成线性关系。平凸透镜5更有利于汇聚无穷远处的光源，使硅光电池6受光更强，昏暗或弱光下反应更灵敏。进一步，空心轴电机2优选采用无刷电机，其转动更平稳，控制更精确。无刷电机的定子是线圈绕组电枢，转子是永磁体。进一步，空心轴电机2联接有磁感编码器8。编码器记录旋转角度，控制电机匀速或旋转至特定角度，从而获取连续的各个反向的光强信息，从而获得被测位置光的偏振情况，进而进一步获取其他信息。上述无刷电机以及磁感编码器8可以借鉴或采用现有技术中云台电机的具体结构。上述涉及电路部分的原理如图5所示。进一步，镜片固定架1可以采用胶接等方式直接与空心轴电机2的转子联接。优选，通过螺栓与空心轴电机2联接。上面仅对本技术的较佳实施例作了详细说明，但是本技术并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光的偏振态测量装置，其特征在于：包括镜片固定架（1）和空心轴电机（2），所述镜片固定架（1）上设有镜片组合，所述镜片组合与空心轴电机（2）共轴，镜片固定架（1）与空心轴电机联接，通过空心轴电机（2）实现镜片固定架（1）以及镜片组合的旋转；所述镜片组合包括由上到下依次设置的窄带滤光片（3）、偏振片（4）、平凸透镜（5）和硅光电池（6），空心轴电机（2）的空心轴上设有与硅光电池（6）联接的导线滑环（7）。

【技术特征摘要】
1.一种光的偏振态测量装置，其特征在于：包括镜片固定架（1）和空心轴电机（2），所述镜片固定架（1）上设有镜片组合，所述镜片组合与空心轴电机（2）共轴，镜片固定架（1）与空心轴电机联接，通过空心轴电机（2）实现镜片固定架（1）以及镜片组合的旋转；所述镜片组合包括由上到下依次设置的窄带滤光片（3）、偏振片（4）、平凸透镜（5）和硅光电池（6），空心轴电机（2）的空心轴上设有与硅光电池（6）联接的导线滑环（7）。...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令钊，邹金成，刘嘉威，康健，李沅，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：新型
国别省市：山西,14