基于多频调制激光辐照的半透明介质辐射特性测量方法
【专利摘要】基于多频调制激光辐照的半透明介质辐射特性测量方法，属于半透明介质辐射特性测量【技术领域】。本发明为了解决半透明介质辐射特性测量中，单次测量信息的测量结果误差较大的问题。它基于多频调制激光辐照技术，利用多频调制激光照射具有一定黑度涂层的半透明介质表面，通过改变激光调制频率、激光入射角度、试件厚度及试件涂层黑度来获得多组边界处的频域半球反射信号，基于这些反射信号结合逆问题求解技术获得半透明介质的辐射物性参数。本发明用于测量半透明介质辐射特性。
【专利说明】基于多频调制激光辐照的半透明介质辐射特性测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及基于多频调制激光辐照的半透明介质辐射特性测量方法，属于半透明介质辐射特性测量【技术领域】。
【背景技术】
[0002]半透明介质在工业生产、生物医学、信息通讯等科学领域有着广泛的应用。研究半透明介质的物性参数在许多领域具有重要的现实意义，例如无损检测、激光加工制造(如激光切割玻璃、液晶面板等)。近年来，随着航空航天、红外探测、目标与环境的红外特性、激光、电子器件、生物医学等现代高新技术的飞速发展，了解半透明介质热物性参数变得尤为重要。因此进行半透明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半透明介质热辐射物性的重要参数。深入理解此热物性参数并对其进行实验测量及理论分析，对于金属加工、医学成像技术、无损激光治疗技术、粒子探测研究、红外遥感技术、材料科学以及环境监测等领域具有重要意义和应用价值。
[0004]频域方法中可以使用连续光源和探测器，它在入射脉冲激光照射被测量样品一次后，可以分解出很多频域下的光信号，也就可以认为一次探测得到了多组信息。实际测量过程中，实验设备存在一定的测量误差，而且某些工况测量信号比较微弱，单一的信息不能完成辐射物性的测量。
【发明内容】
[0005]本发明目的是为了解决半透明介质辐射特性测量中，单次测量信息的测量结果误差较大的问题，提供了一种基于多频调制激光辐照的半透明介质辐射特性测量方法。
[0006]本发明所述基于多频调制激光辐照的半透明介质辐射特性测量方法，它包括以下步骤:
[0007]步骤一:设定采样次数为N，N为大于或者等于2的自然数；
[0008]步骤二:取厚度为Li的待测半透明介质试件，该待测半透明介质试件的一侧均匀涂有黑度为e i的不透明涂层，采用角频率为Qi的激光束照射半透明介质试件的无涂层一侦牝该激光束与半透明介质试件的法向成e i角度，使用探测器测量获得N组半透明介质试
件表面边界上的频域复半球反射信号(叫)；/=1, 2 ……，N'
[0009]步骤三:利用逆问题算法，设定半透明介质试件的吸收系数K a和散射系数K s的取值；
[0010]步骤四:根据吸收系数K a和散射系数K s的取值，通过对辐射传输方程的求解，获得计算域内的N个辐射强度场；
[0011]步骤五:利用步骤四中计算获得的N个辐射强度场，计算获得半透明介质试件的无涂层一侧边界上的频域复半球反射信号估计值先。
【权利要求】
1.一种基于多频调制激光辐照的半透明介质辐射特性测量方法，其特征在于，它包括以下步骤: 步骤一:设定采样次数为N，N为大于或者等于2的自然数； 步骤二:取厚度为Li的待测半透明介质试件，该待测半透明介质试件的一侧均匀涂有黑度为e i的不透明涂层，采用角频率为Qi的激光束照射半透明介质试件的无涂层一侧，该激光束与半透明介质试件的法向成9 i角度，使用探测器测量获得N组半透明介质试件表面边界上的频域复半球反射信号叫
2.根据权利要求1所述的基于多频调制激光辐照的半透明介质辐射特性测量方法，其特征在于，所述激光束采用振幅可调的正弦光源产生。
3.根据权利要求1或2所述的基于多频调制激光辐照的半透明介质辐射特性测量方法，其特征在于，所述逆问题算法为蚁群算法。
4.根据权利要求3所述的基于多频调制激光辐照的半透明介质辐射特性测量方法，其特征在于，所述步骤四中获得计算域内的N个辐射强度场的具体方法为: 根据下述辐射传输方程，对其求解获得:
5.根据权利要求4所述的基于多频调制激光辐照的半透明介质辐射特性测量方法，其特征在于，角频率为Oi的激光束在X处的辐射强度t(x.q)通过以下公式获得:
/c(x,<y;) = /0exp -(ra+s;)x-j<y
【文档编号】G01N21/39GK103454244SQ201310412799
【公开日】2013年12月18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