基于单频激光辐照的双层参与性介质光谱辐射特性测量方法
【专利摘要】基于单频激光辐照的双层参与性介质光谱辐射特性测量方法，属于参与性介质光学参数测量【技术领域】。本发明为了解决现有双层参与性介质光谱辐射特性的测量成本高及测量结果不准确的问题。它利用单频激光先后从两侧辐照双层参与性介质表面，利用探测器获得样品表面的频域复半球反射信号和复半球透射信号，最后利用反演的方法获得双层参与性介质的光谱吸收系数和光谱散射系数。本发明用于测量双层参与性介质光谱辐射特性。
【专利说明】基于单频激光辐照的双层参与性介质光谱辐射特性测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及基于单频激光辐照的双层参与性介质光谱辐射特性测量方法，属于参与性介质光学参数测量【技术领域】。
【背景技术】
[0002]参与性介质在工业技术中有广泛的应用，如石英玻璃的性能调制、半透明塑料的点燃、光学纤维的制造与应用等。近年来，随着航空航天等高科技领域的发展，多层参与性介质在现代科技中得到了广泛应用。主要表现在陶瓷、氧化锆等材料的涂层技术、医学诊断技术等。进行参与性介质热辐射物性以及相关学科的研究对于军用和民用领域均具有重要意义。
[0003]吸收系数和散射系数是表征参与性介质热辐射物性的重要参数。了解生物组织的光吸收和散射特性对激光热疗法方案的选取至关重要，也是激光诊断和治疗广泛应用的基础，例如激光诱导荧光诊断恶性组织和光动力治疗病变组织。而且，参与性介质的吸收、散射系数对于大气粒子的探测、红外遥感也具有重要的意义。
[0004]目前，参与性介质辐射物性的测量方法主要是针对单层的介质来研究的，对于双层的参与性介质辐射物性测量的方法很少。并且，在实际测量双层参与性介质辐射物性的过程中，由于透射信号与反射信号是随时间变化的，要想实际测量出辐射信号随时间变化的曲线是比较困难的，这些都导致了双层参与性介质辐射物性的测量成本高及测量结果不准确的缺陷。
【发明内容】
[0005]本发明目的是为了解决现有双层参与性介质光谱辐射特性的测量成本高及测量结果不准确的问题，提供了一种基于单频激光辐照的双层参与性介质光谱辐射特性测量方法。
[0006]本发明所述基于单频激光辐照的双层参与性介质光谱辐射特性测量方法，待测双层参与性介质由第一层介质和第二层介质组成，它包括以下步骤:
[0007]步骤一:将频率为《的单频调制激光束，从待测双层参与性介质的第一层介质表面侧垂直入射，然后采用探测器分别采集该第一层介质表面侧的一组频域复半球反射信号
和第二层介质表面侧的一组频域复半球透射信号I； /=1;
[0008]步骤二:由设定的第一层介质的光谱吸收系数K al和光谱散射系数K sl的取值，根据辐射传输方程获得单频调制激光束计算域内的辐射强度场；然后执行步骤四；
[0009]步骤三:由设定的第二层介质的光谱吸收系数K a2和光谱散射系数K s2的取值，根据辐射传输方程获得单频调制激光束计算域内的辐射强度场；然后执行步骤四；
[0010]步骤四:根据当前计算获得的单频调制激光束计算域内的辐射强度场，
[0011]当i=l时,通过下述公式:[0012]
【权利要求】
1.一种基于单频激光辐照的双层参与性介质光谱辐射特性测量方法，待测双层参与性介质由第一层介质和第二层介质组成，其特征在于，它包括以下步骤: 步骤一:将频率为《的单频调制激光束，从待测双层参与性介质的第一层介质表戸,垂直入射，然后采用探测器分别采集该第一层介质表面侧的一组频域复半球反射信号A ,和第二层介质表面侧的一组频域复半球透射信号 步骤二:由设定的第一层介质的光谱吸收系数K al和光谱散射系数K sl的取值，根据辐射传输方程获得单频调制激光束计算域内的辐射强度场；然后执行步骤四； 步骤三:由设定的第二层介质的光谱吸收系数Ka2和光谱散射系数Ks2的取值，根据辐射传输方程获得单频调制激光束计算域内的辐射强度场；然后执行步骤四； 步骤四:根据当前计算获得的单频调制激光束计算域内的辐射强度场， 当i=l时，通过下述公式:
2.根据权利要求1所述的基于单频激光辐照的双层参与性介质光谱辐射特性测量方法，其特征在于，所述逆问题 算法为微粒群算法。
【文档编号】G01N21/49GK103439283SQ201310412796
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】齐宏, 任亚涛, 张彪, 孙双成, 阮立明 申请人:哈尔滨工业大学