【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及体散射函数测量技术，具体涉及一种高光谱后向体散射函数及散射系数测量装置。
技术介绍
1、体散射函数vsf(volume scattering function,β(θ,λ)测量研究一般可以分为前向小角度散射测量技术、90°—180°范围内单个或多个角度后向体散射函数测量技术以及用于测量0°—180°范围内多个角度散射光信号的广角(或多角度)体散射函数测量技术。后向散射即散射光与入射光之间的夹角大于90°，它是散射角和波长的函数，是水色遥感的一个重要基础光学参数，其大小只与水体中各组分的浓度有关，是重要的固有光学量之一。水体的后向散射系数在光学遥感的海洋学应用方面具有重要作用。水体后向散射信息由颗粒群密度、粒径以及折射率决定，通过颗粒物后向散射系数即可推导颗粒群的粒度分布和构成等相关信息；另外，其与水体的遥感反射率具有密切联系，只要建立两者的关系模型，便可通过遥感反射率直接反演水体组分，为水色组分浓度的遥感反演奠定了基础。由此可见，水体后向散射性质对于海洋光学研究、水色组分遥感研究以及海洋生物地球化学研究等均具有重要意义和价值。
2、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。受技术及器件发展水平限制，现有的水体后向散射系数测量仪器只能探测得到几个波长的水体的后向散射系数。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种高光谱后向体散射函数
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种高光谱后向体散射函数及散射系数测量装置，包括光源、散射通量探测器、参考光通量探测器以及样品池；
4、所述光源发出的光经一分二光纤跳线分成相互联通的二束准直光，一束准直光经第一光纤导入至参考光通量探测器，另一束准直光经第二光纤进入第一光学窗口照射至样品池中的散射体，散射体所产生的散射光通过第二光学窗口导入、并经第三光纤传送至散射通量探测器。
5、所述散射通量探测器用于接收来自散射体的散射光并对其进行光谱分光和阵列探测，以得到不同波段的高光谱散射通量；
6、所述参考光通量探测器用于接收来自第一光纤所导入的光源的光通量并对其进行光谱分光和阵列探测，以得到不同波段的高光谱通量。
7、所述样品池为半开放式遮光样品池或封闭式样品池，具有避光、通液功能。
8、进一步的，所述第一光窗口和第二光窗口均为石英玻璃窗口。
9、进一步的，还包括密封舱体，所述光源、散射通量探测器、参考光通量探测器固定安装密封舱体中；所述第一光窗口和第二光窗口水密安装在所述密封舱体的一端面中。
10、进一步的，所述光源为光纤耦合输出型准直卤素灯或led灯或ld灯。
11、进一步的，在所述密封舱体的另一端面中水密安装供电及通信水密插头、温深度探头及非接触式供电控制开关。
12、进一步地，所述散射通量探测器和参考光通量探测器均为光纤耦合准直输入型光纤光谱仪，所述光纤光谱仪内部的光栅完成光谱分光并由其内部的阵列式探测器完成阵列探测。
13、进一步地，所述样品池为半开放式遮光样品池或封闭式样品池，具有避光、通液功能。
14、进一步的，后向散射测量依据体散射函数的数学定义：
15、
16、式中，θ为散射角,λ为波长，ω为立体角，vθ为散射体，φs(θ)为散射通量、e为入射辐；
17、根据散射通量探测器探测得到不同波段的散射通量dnθ(λ)以及参考光通量探测器探测得到的不同波段的高光谱通量dnmref(λ)，通过mie散射理论及标准颗粒物，引入光源波长校正利用公式(2)定标得到某一角度θ后向体散射函数的高光谱分布：
18、
19、进一步的，依据β(θ,λ)与后向散射系数bb(λ)之间的线性相关性，基于公式(3)得到后向散射系数的高光谱分布：
20、bb(λ)＝γλβ(θ,λ) (3)
21、式中，γλ为线性相关系数。
22、本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：
23、本专利技术的高光谱后向体散射函数及散射系数测量装置，通过散射通量探测器接收来自散射体的散射光并对其进行光谱分光和阵列探测，从而可以得到不同波段的高光谱散射通量；通过参考光通量探测器接收来自第一光纤所导入的光源的光通量并对其进行光谱分光和阵列探测，从而可以得到不同波段的高光谱通量；结合不同波段的高光谱散射通量和高光谱通量就可以得到不同波长的水体的后向体散射函数及后向散射系数，解决了现有水体后向体散射函数及散射系数测量仪器只能探测得到几个波长的水体的后向散射系数的问。
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1.一种高光谱后向体散射函数及散射系数测量装置，其特征在于，包括光源、散射通量探测器、参考光通量探测器以及样品池；
2.如权利要求1所述的高光谱后向体散射函数及散射系数测量装置，其特征在于，所述第一光窗口和第二光窗口均为石英玻璃窗口。
3.如权利要求1所述的高光谱后向体散射函数及散射系数测量装置，其特征在于，还包括密封舱体，所述光源、散射通量探测器、参考光通量探测器固定安装密封舱体中；所述第一光窗口和第二光窗口水密安装在所述密封舱体的一端面中。
4.如权利要求1所述的高光谱后向体散射函数及散射系数测量装置，其特征在于，所述光源为光纤耦合输出型准直卤素灯或LED灯或LD灯。
5.如权利要求3所述的高光谱后向体散射函数及散射系数测量装置，其特征在于，在所述密封舱体的另一端面中水密安装供电及通信水密插头、温深度探头及非接触式供电控制开关。
6.如权利要求1所述的高光谱后向体散射函数及散射系数测量装置，其特征在于，所述散射通量探测器和参考光通量探测器均为光纤耦合准直输入型光纤光谱仪，所述光纤光谱仪内部的光栅完成光谱分光并由其内部
7.如权利要求1所述的高光谱后向体散射函数及散射系数测量装置，其特征在于，后向散射测量依据体散射函数的数学定义：
8.如权利要求7所述的高光谱后向体散射函数及散射系数测量装置，其特征在于，依据β(θ,λ)与后向散射系数bb(λ)之间的线性相关性，基于公式(3)得到后向散射系数的高光谱分布：
...【技术特征摘要】
1.一种高光谱后向体散射函数及散射系数测量装置，其特征在于，包括光源、散射通量探测器、参考光通量探测器以及样品池；
2.如权利要求1所述的高光谱后向体散射函数及散射系数测量装置，其特征在于，所述第一光窗口和第二光窗口均为石英玻璃窗口。
3.如权利要求1所述的高光谱后向体散射函数及散射系数测量装置，其特征在于，还包括密封舱体，所述光源、散射通量探测器、参考光通量探测器固定安装密封舱体中；所述第一光窗口和第二光窗口水密安装在所述密封舱体的一端面中。
4.如权利要求1所述的高光谱后向体散射函数及散射系数测量装置，其特征在于，所述光源为光纤耦合输出型准直卤素灯或led灯或ld灯。
5.如权利要求3所述的高光谱后向体散射函数...
【专利技术属性】
技术研发人员：李彩，刘聪，张现清，杨泽明，周雯，肖志会，曹文熙，许占堂，
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：
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