一种多光谱海水广角体散射函数测量用光源制造技术

本发明专利技术公开了一种多光谱海水广角体散射函数测量用光源，包括电机驱动部分、旋转框架部分以及选光部分；所述旋转框架部分包括选光盘轴承座，所述选光盘轴承座的端面设置有出光孔；所述选光部分包括多波段激光器组，所述多波段激光器组由电机驱动部分驱动转动，以使得不同激光器所发射出的光束经由光盘轴承座的出光孔射出。本发明专利技术采用电机直驱准直度较高且消偏振的不同波段微小型半导体激光器分时通过同一出光孔的方式实现多光谱光源的功能。光源的准直度高、输出过程控制简单、分光频率可调可控、分光波长可调，极大的简化和小型化了多光谱光源的使用和体积。多光谱光源的使用和体积。多光谱光源的使用和体积。

【技术实现步骤摘要】
一种多光谱海水广角体散射函数测量用光源


[0001]本专利技术涉及光源设备，具体涉及一种多光谱海水广角体散射函数测量用光源。

技术介绍

[0002]体散射函数(volume scattering function，VSF，β(λ,φ))是描述光在水体中某一散射体上散射光的角度分布的重要固有光学参数，是波长(λ)及散射角(φ)的函数，是水色遥感、水下军事目标跟踪及生态系统建模等光学海洋学领域亟需的技术，目前广角体散射函数在线/剖面测量技术基本为单一波长，相对于体散射函数角度分布的研究而言，体散射函数的波长分布特征的研究极少，相关数据极为匮乏，这主要归因于散射信号动态范围大、对光源及光学检测单元的技术及工艺要求较高。而多光谱、高光谱体散射特性是水色遥感、光辐射传输模型优化和完善的关键参数，可为生态系统建模、赤潮及其优势藻类的识别提供丰富的特征波长散射信息。多光谱光源的实现，一般采用白光LED或卤素灯配以机械转动的不同颜色滤光片实现，该方法结构较为简单，但输出光准直度较差、发散角较大、光利用率低，再有一种方法是采用不同颜色激光器通过单模光纤耦合输出，这种方法光输出发散角可控，但体积大且成本高，对于水下剖面使用且角度分辨率较高、散射通量测量传感器视场角小的广角体散射函数测量技术而言，光源的准直度、发散角的精度以及光源的体积，直接决定散射测量的角度分辨率、散射信号检测可靠性、背景污染程度、定标精度及数据的可靠性。
[0003]目前国外利用多波段测量海水体散射函数成熟的是单一或不超过三个角度后向体散射的测量，上述仪器采用一个波段光源对准一个探测器实现不同角度不同波长体散射函数测量，探测器是采用大视场角结构，对光源的准直度要求不高，这一结构对于散射角度较少的体散射函数测量仪可行，但对于广角体散射函数测量仪，上述光学结构的安排无可行性。对于广角体散射函数的测量，受技术条件限制，基本为单一波长探测，近年来对单一波长的广角体散射函数测量技术，国内外均有相应的研究进展，但如需测量不同波长体散射函数，则需更换不同波段光源再进行测量，过程耗时繁琐，容易因为安装精度等问题造测量成误差但多光谱测量，同时，由于光的散射对偏振比较敏感，输出多波段光源需要处理成为非偏振光方可有效对散射光信号进行探测，上述两种结构的多波段光源设计方法在实现圆偏振或消偏振上均存在较大的难度。

技术实现思路

[0004]为了解决上述
技术介绍
所存在的至少一技术问题，本专利技术提供一种多光谱海水广角体散射函数测量用光源。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种多光谱海水广角体散射函数测量用光源，包括电机驱动部分、旋转框架部分以及选光部分；
[0007]所述旋转框架部分包括选光盘轴承座，所述选光盘轴承座的端面设置有出光孔；
[0008]所述选光部分包括多波段激光器组，所述多波段激光器组由多个不同波段、发散角小、圆偏振准直激光器组成且由电机驱动部分驱动转动，以使得不同波段激光器所发射出的光束经由光盘轴承座的出光孔射出，所述多波段激光器组由电刷控制实现无接触式供电。
[0009]进一步地，所述电机驱动部分包括电机、减速器以及联轴器；所述电机的转轴与减速器的输入端相联接，减速器的输出端和第一联轴器相联接。
[0010]进一步地，所述选光部分还包括激光器组锁紧盘、激光器组调整盘和转轴；
[0011]所述激光器组锁紧盘和激光器组调整盘结构相同，中部为转轴孔，在盘面中间隔分布有激光器安装孔，相邻的两激光器安装孔之间设置有第一缝隙；在所述激光器安装孔中设置有第二缝隙，第二缝隙将激光器安装孔分为两部分，两部分激光器安装孔之间通过螺栓锁紧连接；
[0012]所述转轴贯穿激光器组锁紧盘和调整盘的转轴孔；
[0013]所述激光器被锁紧安装在所述激光器安装孔中并通过所述第二缝隙上的螺栓进行准直调整；
[0014]进一步地，所述选光部分还包括轴承，所述轴承装配在选光盘轴承座的端面中。
[0015]进一步地，所述旋转框架部分还包括轴承行星环，所述轴承行星环包括大轴承、小轴承、定环、行星环；所述小轴承安装在行星环圆心孔，且小轴承外圈与行星环过盈配合；所述行星环过盈配合安装在大轴承内圈，大轴承外圈固定在定环上；所述定环安装固定在选光盘轴承座内部；所述转轴贯穿并固定安装于所述小轴承内圈，一端安装在所述轴承中。
[0016]进一步地，所述多波段激光器组的电源线以及控制导线穿过行星环与大轴承的星孔，并与行星环相对固定。
[0017]进一步地，所述旋转框架部分还包括电刷固定套、选光座、第二联轴器、电刷、传动轴；所述电刷安装在电刷固定套和选光座的内部；所述传动轴穿过电刷，一端与第一联轴器相接，另一端与第二联轴器相接，第二联轴器和所述转轴的另一端相接；选光座的大径端与选光盘轴承座开口端相接并固定。
[0018]进一步地，所述转轴由第一转轴和第二转轴联接而成。
[0019]进一步地，所述电刷为多波段激光器组引出导线的整周旋转提供稳定的供电结构支持，其包括内圈和外圈，外圈与选光座固定，内圈与传动轴保持相对固定，内圈与传动轴同步旋转。
[0020]进一步地，所述多波段激光器组包括多个不同波长激光器，电机为步进电机，步进电机由控制芯片进行驱动控制，多波段激光器组的开关状态由MOS管控制；
[0021]所述多波段激光器组输出光束的发散角只取决于多波段激光器组中的每一个激光器的发散角。
[0022]本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：
[0023]本专利技术所提供的多光谱光源其发散角、偏振度直接取决于激光器组内各个激光器的准直度、发散角和偏振度，可以有效克服光纤耦合的高成本、大体积以及滤光片分光的准直度差、发散角大、后续消偏振复杂等问题，特别适合用于对光源准直度要求高的光学测量系统，尤其适合用于角度分辨率高、探测视场角小的广角体散射函数测量系统中，光源的准直度高、输出过程控制简单、分光频率可调可控、分光波长可调，极大的简化和小型化了多
光谱光源的使用和体积。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例提供的多光谱海水广角体散射函数测量用光源的整体结构示意图；
[0025]图2为本专利技术实施例提供的多光谱海水广角体散射函数测量用光源正面示意图；
[0026]图3为电机驱动部分的整体示意图；
[0027]图4为旋转框架部分的整体示意图；
[0028]图5为选光部分的整体示意图；
[0029]图6为轴承行星环的结构示意图；
[0030]图7为光源调整盘、光源锁紧盘的结构示意图；
[0031]图8为本专利技术实施例提供的多光谱海水广角体散射函数测量用光源的截面图；
[0032]图中：1、电机驱动部分：11、步进电机；12、减速器；13、第一联轴器；2、旋转框架部分；21、电刷固定套；22、选光座；23、轴承行星环；231、大轴承；232、小轴承；233、定环；234、行星环；24、选光盘轴承座；25、第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多光谱海水广角体散射函数测量用光源，其特征在于，包括电机驱动部分、旋转框架部分以及选光部分；所述旋转框架部分包括选光盘轴承座，所述选光盘轴承座的端面设置有出光孔；所述选光部分包括多波段激光器组，所述多波段激光器组由多个不同波段圆偏振准直激光器组成且由电机驱动部分驱动转动，以使不同波段激光器所发射出的非偏振准直光束经由光盘轴承座的出光孔射出，所述多波段激光器组由电刷控制实现无接触式供电。2.如权利要求1所述的多光谱海水广角体散射函数测量用光源，其特征在于，所述电机驱动部分包括电机、减速器以及第一联轴器；所述电机的转轴与减速器的输入端相联接，减速器的输出端和第一联轴器相联接。3.如权利要求1所述的多光谱海水广角体散射函数测量用光源，其特征在于，所述选光部分还包括激光器组锁紧盘、调整盘以及带动锁紧盘和调整盘转动的转轴；所述激光器组锁紧盘和调整盘结构相同，中部为转轴孔，在盘面中间隔分布有多个激光器安装孔，相邻的两激光器安装孔之间设置有第一缝隙；在所述激光器安装孔中设置有第二缝隙，第二缝隙将激光器安装孔分为两部分，两部分激光器安装孔之间通过螺栓锁紧连接；所述转轴贯穿激光器组锁紧盘和调整盘的转轴孔；所述激光器被锁紧安装在所述激光器安装孔中并通过所述第二缝隙上的螺栓进行准直调整。4.如权利要求3所述的多光谱海水广角体散射函数测量用光源，其特征在于，所述选光部分还包括轴承，所述轴承装配在选光盘轴承座的端面中。5.如权利要求4所述的多光谱海水广角体散射函数测量用光源，其特征在于，所述旋转框架部分还包括轴承行星环，所述轴承行星环包括大轴承、小轴承、定环、行...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彩，蔡梓枫，陈飞，刘聪，张现清，杨泽明，曹文熙，范乐诗，
申请(专利权)人：中国科学院南海海洋研究所，
类型：发明
国别省市：