确定在多反气室内形成的光斑样式的方法及多反气室

1.本发明涉及光谱探测技术领域，尤其涉及一种确定在多反气室内形成的光斑样式的方法、多反气室及计算设备。


背景技术：

2.光学多反气室已被广泛应用于可调谐二极管激光吸收光谱(tdlas)技术中，可以在相对较小的体积内实现较长的光程，进而提高探测灵敏度，降低检测极限。光学多反气室需要对气室内的镜面进行精细的调节，以保证光束通过入射孔进入多反气室内，并在特定的来回反射次数后，从出射孔射出。根据lambert-beer定律，增加光和样品的作用距离，能增大吸收信号的幅度，从而能有效提高光谱探测灵敏度，多次反射是实现长光程的有效途径。在科研、环保、煤矿瓦斯监控等领域，用光谱吸收法分析、检测微量气体，如甲烷、一氧化碳、氧气等。
3.现有技术中，常用的多反气室有：white气室、herriott气室、chernin气室、离散镜气室、和环形气室。其中，white型多反气室可以实现光束在多反气室内的多次反射，但是其设计本身存在一些缺点，如体积过大，稳定性差，镜面有效利用率低等，限制了white气室的应用范围。chernin型多反气室是在white型多反气室基础上改进的光学多反气室，可以根据需要随时改变吸收光程，但是其结构复杂，体积较大，限制了其在小型化仪器需求中的应用。herriott气室由两片相同的球面镜面共轴对称构成，光线在镜面上的反射光斑呈现单一的圆形或椭圆形图案，导致对腔镜面积的利用率不高。离散镜多反气室克服了herriott型多反气室的缺点，提升了腔镜面积的利用率，可在镜面上形成李萨如图形的光斑分布，但是离散镜片的加工成本较高，成品率低。环形气室由单一圆环状镜面构成，通过调节光线的入射角度可以改变气室的有效光程，但是对于入射角度的精度要求非常高。
4.根据lambert-beer定律，吸收信号的幅度与光和样品的作用距离成正比，因此，通过改变多反气室的光程可实现调节光谱探测的范围和灵敏度；减小多反气室的体积可促进便携式传感器的发展，提升气体检测的速度。
5.为此，需要一种确定在多反气室内形成的光斑样式的方法，以便设计出的多反气室体积更小、可以根据实际检测需求调整光程、提高探测灵敏度。


技术实现要素：

6.为此，本发明提供了一种确定在多反气室内形成的光斑样式的方法，以解决或至少缓解上面存在的问题。
7.根据本发明的一个方面，提供了一种确定在多反气室内形成的光斑样式的方法，在计算设备中执行，所述多反气室包括镜面参数相同且对称布置的第一镜面和第二镜面，所述第一镜面、第二镜面分别包括相互拼接的多个矩形凹面镜，光线适于从任一个矩形凹面镜入射并依次遍历每个矩形凹面镜，并在所述第一镜面与第二镜面之间进行多次反射后射出，所述光线适于在所述第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成相同形状的光斑
样式，所述方法包括：确定所述第一镜面、第二镜面的镜面参数，并基于所述镜面参数建立多反气室的光学模型；定义所述第一镜面与第二镜面之间的距离为第一距离，设定所述第一距离的范围，并基于第一距离间隔，为所述第一距离构建第一距离数组；定义所述矩形凹面镜的曲率中心沿光轴方向在镜面上的投影点、与所述多个矩形凹面镜拼接处的距离为第二距离，设定所述第二距离的范围，并基于第二距离间隔，为所述第二距离构建第二距离数组；对于所述第一距离数组中的每一个第一距离值、所述第二距离数组中的每一个第二距离值，设定光线从预定入射点坐标入射，并根据所述光学模型确定光线在所述第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成的光斑样式；选择符合预定形状、且光斑间距在预定光斑间距范围内的光斑样式作为候选光斑样式，基于所有候选光斑样式生成候选光斑样式集合；根据所述光学模型确定每个候选光斑样式对应的光程，以便选择符合预定光程条件的候选光斑样式作为最优光斑样式。
8.可选地，在根据本发明的确定在多反气室内形成的光斑样式的方法中，设定光线从预定入射点坐标入射，包括：基于预定角度间隔，构建入射角度数组；设定光线分别以入射角度数组中的每一个入射角度，从所述预定入射点入射。
9.可选地，在根据本发明的确定在多反气室内形成的光斑样式的方法中，设定光线从预定入射点坐标入射，包括：基于预定坐标差值构建预定入射点坐标数组；基于所述预定入射点坐标数组中的每个预定入射点坐标，设定光线从预定入射点入射。
10.可选地，在根据本发明的确定在多反气室内形成的光斑样式的方法中，根据所述光学模型确定光线在所述第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成的光斑样式，包括：根据所述光学模型确定光线在多反气室内的路径，路径信息包括光线在每个矩形凹面镜上形成的每个光斑。
11.可选地，在根据本发明的确定在多反气室内形成的光斑样式的方法中，所述路径信息还包括光线的出射点坐标，选择符合预定形状、且光斑间距在预定光斑间距范围内的光斑样式作为候选光斑样式，包括：选择符合预定形状、光斑间距在预定光斑间距范围内、且出射点坐标与所述预定入射点坐标相同的光斑样式，作为候选光斑样式。
12.可选地，在根据本发明的确定在多反气室内形成的光斑样式的方法中，所述预定形状包括线形或椭圆形，所述候选光斑样式包括线形光斑样式或椭圆形光斑样式。
13.可选地，在根据本发明的确定在多反气室内形成的光斑样式的方法中，所述预定形状包括组合形状，所述组合形状包括多线形组合的形状、线形和椭圆形组合的形状；所述候选光斑样式包括多线形组合光斑样式、线形和椭圆形组合光斑样式。
14.可选地，在根据本发明的确定在多反气室内形成的光斑样式的方法中，所述相互拼接的多个矩形凹面镜并排布置或者环绕布置。
15.可选地，在根据本发明的确定在多反气室内形成的光斑样式的方法中，所述第一镜面、第二镜面分别包括相互拼接的两个矩形凹面镜，两个矩形凹面镜并排布置；其中，所述第一镜面包括相互拼接的第一矩形凹面镜和第三矩形凹面镜；所述第一矩形凹面镜的曲率中心沿光轴方向在镜面上的投影点、与所述两个矩形凹面镜拼接处的距离为第二距离；所述第二镜面包括相互拼接的第二矩形凹面镜和第四矩形凹面镜，所述第二矩形凹面镜与所述第一矩形凹面镜的镜面参数相同且对称布置，所述第四矩形凹面镜与所述第三矩形凹面镜的镜面参数相同且对称布置。
16.可选地，在根据本发明的确定在多反气室内形成的光斑样式的方法中，当矩形凹面镜的曲率半径r为100mm时，所述第一距离d的范围为10mm≤d≤200mm，所述第一距离间隔为0.1mm；所述第二距离c的范围为0≤c≤3mm，所述第二距离间隔为0.01mm。
17.根据本发明的一个方面，提供了一种多反气室，包括镜面参数相同且对称布置的第一镜面和第二镜面，其中：所述第一镜面、第二镜面分别包括相互拼接的多个矩形凹面镜，其中至少一个矩形凹面镜上设有入射孔；经所述入射孔入射的光线适于依次遍历每个矩形凹面镜，并在所述第一镜面与第二镜面之间进行多次反射后射出，所述光线适于在所述第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成预定形状的光斑样式。
18.可选地，在根据本发明的多反气室中，所述相互拼接的多个矩形凹面镜并排布置或者环绕布置。
19.可选地，在根据本发明的多反气室中，所述第一镜面、第二镜面分别包括相互拼接的两个矩形凹面镜，两个矩形凹面镜并排布置；其中，所述第一镜面包括相互拼接的第一矩形凹面镜和第三矩形凹面镜，所述第二镜面包括相互拼接的第二矩形凹面镜和第四矩形凹面镜，所述第二矩形凹面镜与所述第一矩形凹面镜的镜面参数相同且对称布置，所述第四矩形凹面镜与所述第三矩形凹面镜的镜面参数相同且对称布置。
20.可选地，在根据本发明的多反气室中，所述预定形状为线形或椭圆形。
21.可选地，在根据本发明的多反气室中，所述预定形状包括组合形状，所述组合形状包括多线形组合的形状、线形和椭圆形组合的形状。
22.可选地，在根据本发明的多反气室中，所述第一镜面、第二镜面上共设有多个入射孔；多束激光分别适于从多个入射孔入射并依次遍历每个矩形凹面镜，并在所述第一镜面与第二镜面之间进行多次反射后射出，所述多束激光适于在所述第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成组合光斑样式；其中，每束激光分别适于检测一种气体。
23.可选地，在根据本发明的多反气室中，所述组合光斑样式包括x形光斑样式，所述第一镜面、第二镜面上分别设有第一入射孔、第二入射孔；两束激光分别适于从第一入射孔、第二入射孔入射并依次遍历每个矩形凹面镜，并在所述第一镜面与第二镜面之间进行多次反射后射出，所述两束激光适于在所述第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成x形光斑样式。
24.可选地，在根据本发明的多反气室中，所述组合光斑样式包括线形和椭圆形组合光斑样式，所述第一镜面、第二镜面上分别设有第一入射孔、第二入射孔；两束激光分别适于从第一入射孔、第二入射孔入射并依次遍历每个矩形凹面镜，并在所述第一镜面与第二镜面之间进行多次反射后射出，所述两束激光适于在所述第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成线形和椭圆形组合光斑样式。
25.根据本发明的一个方面，提供了一种计算设备，包括：至少一个处理器；和存储有程序指令的存储器，其中，所述程序指令被配置为适于由所述至少一个处理器执行，所述程序指令包括用于执行如上所述方法的指令。
26.根据本发明的一个方面，提供了一种存储有程序指令的可读存储介质，当所述程序指令被计算设备读取并执行时，使得所述计算设备执行如上所述的方法。
27.根据本发明的确定在多反气室内形成的光斑样式的方法，其中，基于第一镜面、第二镜面的镜面参数建立多反气室的光学模型，基于第一距离间隔为第一镜面与第二镜面之
间的距离构建第一距离数组，并基于第二距离间隔，为矩形凹面镜的曲率中心沿光轴方向在镜面上的投影点与多个矩形凹面镜拼接处的距离构建第二距离数组。对于第一距离数组中的每一个第一距离值、第二距离数组中的每一个第二距离值，均设定光线从预定入射点坐标入射，并根据光学模型确定光线在第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成的光斑样式。这样，可以确定出在多反气室内可形成的多个光斑样式，通过选择符合预定形状、且光斑间距在预定光斑间距范围内的光斑样式作为候选光斑样式，基于所有候选光斑样式生成候选光斑样式集合，而根据光学模型也可以确定每个候选光斑样式对应的光程。这样，在实际应用过程中，可以根据检测气体时要求的探测灵敏度来确定所需的光程条件，并根据所需的光程条件来从所有候选光斑样式中选择最优光斑样式，从而有利于提高探测灵敏度和精度，满足不同应用场景的探测需求。
28.进一步地，根据本发明的确定在多反气室内形成的光斑样式的方法设计出的多反气室，每侧镜面包括多个相互拼接的矩形凹面镜，体积小巧紧凑。这样，在实际应用中更便于携带多反气室，能实现更方便地检测气体。并且，所设计的多反气室能够在确保光路传输稳定性的前提下，实现光线在多反气室内依次遍历每个矩形凹面镜、并进行多次反射后形成较长的光程，这样有利于提高基于激光吸收光谱对气体检测的灵敏度和精度。根据多反气室的不同摆放方式，如并排布置、环绕布置等，可满足不同应用场景的测量需求。
29.此外，根据本发明的多反气室，通过将用于检测多种气体的多束激光入射至多反气室，多束激光在两侧镜面之间进行多次反射后射出，并在两侧镜面上形成组合光斑样式。这样，能实现在体积较小的多反气室内，通过多束激光对多种气体进行同步检测，提高了对多反气室的利用率以及对气体的检测效率。
30.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
31.为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。
32.图1示出了根据本发明一个实施例的计算设备100的结构框图；
33.图2a示出了根据本发明一个实施例的多反气室200的结构示意图；
34.图2b示出了根据本发明一个实施例的矩形凹面镜的投影示意图；
35.图3示出了根据本发明一个实施例的确定在多反气室内形成的光斑样式的方法300的流程示意图；
36.图4示出了根据本发明一个实施例的在第一镜面(第一矩形凹面镜m1和第三矩形凹面镜m3)上形成线形光斑样式的示意图；
37.图5示出了根据本发明一个实施例的在第一镜面(第一矩形凹面镜m1和第三矩形凹面镜m3)和第二镜面(第二矩形凹面镜m2和第四矩形凹面镜m4)上形成椭圆形光斑样式的
示意图；
38.图6示出了将图4示出的线形光斑样式绕其所在的镜面的中心分别顺时针、逆时针旋转预定角度后形成的旋转光斑样式示意图；
39.图7示出了根据本发明一个实施例的在第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成组合光斑样式(线形光斑样式和椭圆形光斑样式组合)的示意图；
40.图8、图9分别示出了根据本发明一个实施例的多个矩形凹面镜环绕布置的示意图。
具体实施方式
41.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本方案，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
42.根据本发明的技术方案，通过在计算设备中建立多反气室的光学模型，利用计算设备来执行确定在多反气室内形成的光斑样式的方法300。其中，通过设定多反气室的两侧镜面(第一镜面与第二镜面)之间的距离、光线的入射条件，根据光学模型来确定光线在两侧镜面上形成的光斑样式，并选择符合预定条件的光斑样式作为候选光斑样式。这样，在实际应用中，可以根据检测气体时要求的探测灵敏度来确定所需的光程条件，并根据所需的光程条件来从所有候选光斑样式中选择最优光斑样式，从而满足不同应用场景的探测需求。以下首先示出计算设备的一个示例。
43.图1示出了根据本发明一个实施例的计算设备100的结构框图。
44.如图1所示，在基本的配置102中，计算设备100典型地包括系统存储器106和一个或者多个处理器104。存储器总线108可以用于在处理器104和系统存储器106之间的通信。
45.取决于期望的配置，处理器104可以是任何类型的处理，包括但不限于：微处理器(μp)、微控制器(μc)、数字信息处理器(dsp)或者它们的任何组合。处理器104可以包括诸如一级高速缓存110和二级高速缓存112之类的一个或者多个级别的高速缓存、处理器核心114和寄存器116。示例的处理器核心114可以包括运算逻辑单元(alu)、浮点数单元(fpu)、数字信号处理核心(dsp核心)或者它们的任何组合。示例的存储器控制器118可以与处理器104一起使用，或者在一些实现中，存储器控制器118可以是处理器104的一个内部部分。
46.取决于期望的配置，系统存储器106可以是任意类型的存储器，包括但不限于：易失性存储器(诸如ram)、非易失性存储器(诸如rom、闪存等)或者它们的任何组合。系统存储器106可以包括操作系统120、一个或者多个应用122以及程序数据124。在一些实施方式中，应用122可以布置为在操作系统上由一个或多个处理器104利用程序数据124执行指令。
47.计算设备100还可以包括有助于从各种接口设备(例如，输出设备142、外设接口144和通信设备146)到基本配置102经由总线/接口控制器130的通信的接口总线140。示例的输出设备142包括图形处理单元148和音频处理单元150。它们可以被配置为有助于经由一个或者多个a/v端口152与诸如显示器或者扬声器之类的各种外部设备进行通信。示例外设接口144可以包括串行接口控制器154和并行接口控制器156，它们可以被配置为有助于经由一个或者多个i/o端口158和诸如输入设备(例如，键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸
输入设备)或者其他外设(例如打印机、扫描仪等)之类的外部设备进行通信。示例的通信设备146可以包括网络控制器160，其可以被布置为便于经由一个或者多个通信端口164与一个或者多个其他计算设备162通过网络通信链路的通信。
48.网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质通常可以体现为在诸如载波或者其他传输机制之类的调制数据信号中的计算机可读指令、数据结构、程序模块，并且可以包括任何信息递送介质。“调制数据信号”可以是这样的信号，它的数据集中的一个或者多个或者它的改变可以在信号中编码信息的方式进行。作为非限制性的示例，通信介质可以包括诸如有线网络或者专线网络之类的有线介质，以及诸如声音、射频(rf)、微波、红外(ir)或者其它无线介质在内的各种无线介质。这里使用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质二者。
49.计算设备100可以实现为包括桌面计算机和笔记本计算机配置的个人计算机。当然，计算设备100也可以实现为小尺寸便携(或者移动)电子设备的一部分，这些电子设备可以是诸如蜂窝电话、数码照相机、个人数字助理(pda)、个人媒体播放器设备、无线网络浏览设备、个人头戴设备、应用专用设备、或者可以包括上面任何功能的混合设备。甚至可以被实现为服务器，如文件服务器、数据库服务器、应用程序服务器和web服务器等。本发明的实施例对此均不做限制。
50.在根据本发明的实施例中，计算设备100被配置为执行根据本发明的确定在多反气室内形成的光斑样式的方法300。其中，计算设备100的应用122中包含执行根据本发明的确定在多反气室内形成的光斑样式的方法300的多条程序指令。
51.需要说明的是，本发明的确定在多反气室内形成的光斑样式的方法300，是根据多反气室中的第一镜面与第二镜面的参数来建立光学模型，并基于光学模型来追迹光线的路径，以确定光线在第一镜面、第二镜面上形成的光斑样式。
52.其中，图2a示出了根据本发明一个实施例的多反气室200的结构示意图。
53.如图2a所示，多反气室200包括对称布置的第一镜面210和第二镜面220，第一镜面210和第二镜面220分别布置在多反气室200的两侧。第一镜面210和第二镜面220的镜面参数相同，且第一镜面210、第二镜面220分别包括相互拼接的多个矩形凹面镜。这里，应当指出，本发明对两侧镜面所包含的矩形凹面镜的数量不做限制，其可以由本领域技术人员根据实际需求自行设置。
54.需要说明的是，矩形凹面镜是指投影形状为矩形的凹面镜。凹面镜具体可以为凹球面反射镜，矩形凹面镜具体可以为矩形凹球面反射镜。
55.可以理解，基于多反气室200的第一镜面210与第二镜面220的镜面参数相同、且对称布置，第一镜面210中的每个矩形凹面镜、分别与第二镜面220中相应的矩形凹面镜的镜面参数相同、且对称布置。矩形凹面镜的镜面参数具体包括矩形凹面镜的曲率半径、矩形凹面镜的尺寸。
56.在根据本发明的实施例中，每侧镜面所包含的相互拼接的多个矩形凹面镜，可以并排布置或者环绕布置。即，每侧的多个矩形凹面镜可以并排拼接在一起，也可以以环绕的方式(首尾相连)拼接在一起。
57.如图2a所示，本发明以第一镜面210、第二镜面220的几何中心连线的中点为原点o，并以第一镜面210、第二镜面220的几何中心连线所在的直线为z轴，建立了坐标轴。
58.根据本发明的一个实施例，如图2a所示，第一镜面210、第二镜面220分别包括相互拼接的两个矩形凹面镜，两个矩形凹面镜(沿x轴方向)并排布置。换言之，第一镜面210、第二镜面220分别是由两个互不重叠的矩形凹面镜并排拼接在一起形成。并且，相互拼接的两个矩形凹面镜的高度(y轴方向的长度)相同，第一镜面210、第二镜面220的投影形状也是矩形。
59.具体地，第一镜面210包括相互拼接的第一矩形凹面镜m1和第三矩形凹面镜m3。第二镜面220包括相互拼接的第二矩形凹面镜m2和第四矩形凹面镜m4。其中，第二矩形凹面镜与第一矩形凹面镜的镜面参数(曲率半径及尺寸)相同且对称布置，第四矩形凹面镜与第三矩形凹面镜的镜面参数(曲率半径及尺寸)相同且对称布置。
60.在一个实施例中，第一镜面210所包含的每个矩形凹面镜、以及第二镜面220所包含的每个矩形凹面镜的曲率半径均相同。例如，第一矩形凹面镜m1、第三矩形凹面镜m3、第二矩形凹面镜m2、第四矩形凹面镜m4的曲率半径均为r。
61.在一个实施例中，第一镜面210、第二镜面220所包含的所有矩形凹面镜的镜面参数(曲率半径及尺寸)均相同。
62.在一个实施例中，第一镜面210、第二镜面220中的各个矩形凹面镜具体可以是窄条形，这样有利于减小多反气室200的体积。
63.在一个实施例中，每个矩形凹面镜的曲率半径例如可以为100mm，其中，第一矩形凹面镜m1(第二矩形凹面镜m2)的尺寸例如为50.8mm
×
6mm，第三矩形凹面镜m3(第四矩形凹面镜m4)的尺寸例如为15mm
×
10mm。
64.根据本发明的多反气室200，光线可以从第一镜面210、第二镜面220中的任一个矩形凹面镜入射至多反气室200，并依次遍历每个矩形凹面镜，且光线可以在第一镜面210与第二镜面220之间进行多次反射后射出。最终，光线可以在第一镜面210和第二镜面220的每个矩形凹面镜上形成相同形状的光斑样式。并且，第一镜面210与第二镜面220上形成的光斑样式相互对称。这里，每个光斑样式包括多个光斑，具体是由多个光斑组成的光斑图形。
65.在本发明的一个实施例中，第一镜面210、第二镜面220中的至少一个矩形凹面镜上设有入射孔。光线可以从入射孔入射至多反气室200内。经所述入射孔入射的光线依次遍历每个矩形凹面镜，并在第一镜面210与第二镜面220之间进行多次反射后射出。最终，光线可以在第一镜面210和第二镜面220的每个矩形凹面镜上形成相同形状的光斑样式，并且，第一镜面210与第二镜面220上形成的光斑样式相互对称。
66.图3示出了根据本发明一个实施例的确定在多反气室200内形成的光斑样式的方法300的流程示意图。方法300适于在计算设备(如前述计算设备100)中执行。
67.需要说明的是，本发明的确定在多反气室200内形成的光斑样式的方法300，是根据多反气室200中的第一镜面210与第二镜面220的参数来建立光学模型，并基于光学模型来追迹光线的路径，以确定光线在第一镜面210、第二镜面220上形成的光斑样式。
68.如图3所示，方法300包括步骤s310～s360。
69.在步骤s310中，确定第一镜面210、第二镜面220的镜面参数，并基于镜面参数建立多反气室200的光学模型。这里，第一镜面210、第二镜面220的镜面参数具体可以包括：第一镜面210、第二镜面220所包含的每个矩形凹面镜的曲率半径和尺寸。
70.需要说明的是，根据建立的光学模型可以确定光线在多反气室200内的路径，路径
信息包括光线在第一镜面210和第二镜面220的每个矩形凹面镜上形成的每个光斑，从而可以根据光学模型来确定光线最终在第一镜面210和第二镜面220的每个矩形凹面镜上形成的多个光斑组成的光斑样式。
71.在步骤s320中，定义第一镜面210与第二镜面220之间的距离(镜间距)为第一距离d，设定第一距离的范围，并基于第一距离间隔，来为第一距离构建第一距离数组。这里，可以理解，所构建的第一距离数组中的每个第一距离值均在所设定的第一距离的范围之内。
72.例如，在一个实施例中，第一镜面210包括相互拼接的第一矩形凹面镜m1和第三矩形凹面镜m3。第二镜面220包括相互拼接的第二矩形凹面镜m2和第四矩形凹面镜m4。其中，第二矩形凹面镜与第一矩形凹面镜的镜面参数(曲率半径及尺寸)相同且对称布置，第四矩形凹面镜与第三矩形凹面镜的镜面参数(曲率半径及尺寸)相同且对称布置。
73.在该实施例中，第一矩形凹面镜m1与第二矩形凹面镜m2之间的距离即是第一距离d。并且，第三矩形凹面镜m3与第四矩形凹面镜m4之间的距离即是第一距离d。
74.在该实施例中，光线例如可以从第一镜面210中的第一矩形凹面镜m1入射至多反气室200，并依次遍历第二矩形凹面镜m2
→
第三矩形凹面镜m3
→
第四矩形凹面镜m4
→
第一矩形凹面镜m1，接着，可以继续进行第二次遍历：第二矩形凹面镜m2
→
第三矩形凹面镜m3
→
第四矩形凹面镜m4
→
第一矩形凹面镜m1。以此类推，直到光线在第一镜面210与第二镜面220之间进行多次反射后射出。
75.在步骤s330中，定义矩形凹面镜的曲率中心沿光轴方向在镜面上的投影点(也即，矩形凹面镜的最薄处)与多个矩形凹面镜拼接处的距离为第二距离c，设定第二距离的范围，并基于第二距离间隔，为第二距离构建第二距离数组。这里，可以理解，所构建的第二距离数组中的每个第二距离值均在所设定的第二距离的范围之内。
76.需要说明的是，矩形凹面镜的曲率中心沿光轴方向在镜面上的投影点，即是：矩形凹面镜的球心所在的平面与矩形凹面镜的镜面的交线(图2a中所示的虚线)，该交线位置也是矩形凹面镜的最薄处。
77.图2b示出了根据本发明一个实施例的矩形凹面镜(沿z轴方向)的投影示意图。如图2b所示，矩形凹面镜的投影形状为矩形，且镜面的左右两端不对称。其中，s’点表示矩形凹面镜的球心沿z轴方向的投影，虚线则表示矩形凹面镜的曲率中心沿光轴方向(即z轴方向)在镜面上的投影点，该虚线到矩形凹面镜一端(与另一个矩形凹面镜的拼接处)的距离即是第二距离c。
78.例如，在一个实施例中，第一镜面210、第二镜面220分别包括相互拼接的两个矩形凹面镜，两个矩形凹面镜(沿x轴方向)并排布置。那么，第一矩形凹面镜(或第三矩形凹面镜)的曲率中心在沿光轴方向在镜面上的投影点(s’)到两个矩形凹面镜拼接处(即，第一矩形凹面镜与第三矩形凹面镜的拼接处)的距离为第二距离c。
79.在一个实施例中，第一距离d与矩形凹面镜曲率半径r之间的关系为：0≤c≤2r。当矩形凹面镜的曲率半径r为100mm时，第一距离d的范围可以为10mm≤d≤200mm，第一距离间隔例如可以为0.1mm。第二距离c的范围例如可以为0≤c≤3mm，第二距离间隔例如可以为0.01mm。
80.在步骤s340中，对于第一距离数组中的每一个第一距离值、第二距离数组中的每一个第二距离值，设定光线从预定入射点坐标入射，并根据光学模型确定光线在第一镜面
210和第二镜面220的每个矩形凹面镜上形成的光斑样式。这里，预定入射点可以位于第一镜面210或第二镜面220中的任意一个矩形凹面镜上。
81.具体地，根据光学模型可以确定光线在多反气室200内的路径，路径信息包括光线在第一镜面210和第二镜面220的每个矩形凹面镜上形成的每个光斑，从而可以根据光学模型来确定光线最终在第一镜面210和第二镜面220的每个矩形凹面镜上形成的多个光斑组成的光斑样式。
82.另外，路径信息还可以包括光线的入射点坐标、入射角度、出射点坐标、反射次数等信息。
83.在一个实施例中，可以针对入射角度来构建包含多个入射角度的入射角度数组，以便分析通过调整光线的入射角度而对最终形成的光斑样式的影响。
84.具体地，在步骤s340中，设定光线从预定入射点入射，可以根据以下方法来实现：可以基于预定角度间隔，来构建入射角度数组。进而，对于第一距离数组中的每一个第一距离值、第二距离数组中的每一个第二距离值，设定光线分别以入射角度数组中的每一个入射角度、从预定入射点入射。
85.进一步地，还可以针对预定入射点来构建包含多个预定入射点的预定入射点数组，以便分析通过调整预定入射点的位置而对最终形成的光斑样式的影响。具体地，可以基于预定坐标差值，构建预定入射点坐标数组，基于预定入射点坐标数组中的每个预定入射点坐标，设定光线从预定入射点入射。
86.例如，在一种实现方式中，可以设定每个预定入射点的z坐标为0，y坐标的范围为0～22mm，预定坐标差值为0.1mm，以此来构建包含多个预定入射点的预定入射点数组。这里，预定坐标差值即y坐标差值。
87.在步骤s350中，选择符合预定形状、且光斑间距在预定光斑间距范围内的光斑样式作为候选光斑样式，基于所有候选光斑样式生成候选光斑样式集合。
88.这里，本发明对预定形状的具体形状种类不做限制，本领域技术人员可以根据实际检测需求来确定预定形状，以便光线在每侧镜面上形成预定形状的光斑样式。
89.在一个实施例中，预定形状例如可以是线形，或者是椭圆形等单一形状，单一形状的光斑样式为单一模式光斑样式。相应地，可以选择线形光斑样式来作为候选光斑样式，或者选择椭圆形光斑样式来作为候选光斑样式。候选光斑样式可以包括线形光斑样式或者椭圆形光斑样式。
90.另外，需要说明的是，通过限定光斑间距在预定光斑间距范围内，可以确保在每侧镜面上形成的多个光斑互不重合，避免光线干涉现象。在一个实施例中，预定光斑间距范围可以设置为不小于0.5mm。
91.在步骤s360中，根据光学模型确定每个候选光斑样式对应的光程，以便选择符合预定光程条件的候选光斑样式作为最优光斑样式。
92.应当指出，本发明对这里所设置的预定光程条件不做具体限制。应当理解，在实际应用中，可以根据检测气体时要求的探测灵敏度来确定并预先配置预定光程条件。这样，根据预定光程条件来从所有候选光斑样式中选择最优光斑样式，基于选择的最优光斑样式对应的路径信息来控制光线(激光)入射至多反气室200，并对多反气室200内的气体进行检测，可以提高探测灵敏度和精度，从而能满足实际应用场景的探测需求。
93.在一个实施例中，预定光程条件例如可以实现为：光程范围为2.5～10m。
94.在一个实施例中，路径信息包括光线的出射点坐标。当需要满足重入条件时，在步骤s350中，可以选择符合预定形状、光斑间距在预定光斑间距范围内、且出射点坐标与预定入射点坐标相同的光斑样式，作为候选光斑样式。
95.应当理解，重入条件是指光线的出射点坐标与入射点坐标相同，即，光线的出射点与入射点重合。在选择候选光斑样式时，通过进一步限定路径中的出射点坐标与预定入射点坐标相同，这样能保证所选择的候选光斑样式对应的光线路径满足重入条件。
96.在实际应用中，基于满足重入条件的候选光斑样式集合来选择最优候选光斑样式后，基于最优候选光斑样式对应的光线路径来设置光线的入射点坐标及对应的入射孔，能实现光线从入射孔射入多反气室并依次遍历每个矩形凹面镜，并在多反气室内进行多次反射后，从原入射孔射出。
97.在本发明的实施例中，光学模型可以是基于入射光线以及第一镜面和第二镜面(多个矩形凹面镜)所在的球面建立的直线与圆相交的方程。其中，入射光线可以表示为其中和分别表示第i次反射的入射点坐标以及入射方向向量。四个矩形凹面镜的曲率中心分别可以表示为：
[0098][0099]
将入射光线方程代入到球面方程中，可得到一个二次方程的表达式：其中，a＝1；其中，a＝1；
[0100]
通过求解直线与球面相交方程可以得到两个根，并保留较大的正根：
[0101][0102]
因此，我们可以求解出第(i+1)次反射的入射点坐标、法线向量、第(i+1)次反射的入射方向向量，分别可通过下式(3)-(5)表示：
[0103][0104][0105][0106]
根据上述迭代关系，当以及r
(i+1)
＝r(i)，光线经过n次反射后恰好经过原入射点位置，这种结构的多反气室可以使光线从入射孔射入多反气室内并从原入射孔射出，也即，光线的入射点坐标与出射点坐标相同，从而使多反气室满足重入条件。
[0107]
图4示出了根据本发明一个实施例的在第一镜面(第一矩形凹面镜m1和第三矩形
凹面镜m3)上形成线形光斑样式的示意图。在该实施例中，第一镜面与第二镜面之间的第一距离d为141mm。第二距离c为0.5mm。
[0108]
根据图4中的线形光斑样式对应的光线的路径信息，反射次数为44次，出射点坐标与入射点坐标相同，即，出射光线经原入射孔射出。并且，线形光斑样式对应的光程为6.2m。
[0109]
图5示出了根据本发明一个实施例的在第一镜面(第一矩形凹面镜m1和第三矩形凹面镜m3)和第二镜面(第二矩形凹面镜m2和第四矩形凹面镜m4)上形成椭圆形光斑样式的示意图。在该实施例中，第一镜面与第二镜面之间的第一距离d为147mm。第二距离c为1.4mm。
[0110]
根据图5中的椭圆形光斑样式对应的光线的路径信息，反射次数为64次，线形光斑样式对应的光程为9.4m。
[0111]
根据本发明的一个实施例，预定形状可以为线形，候选光斑样式可以包括线形光斑样式。在步骤s350中，在选择符合预定形状(线形)、且光斑间距在预定光斑间距范围内的光斑样式作为候选光斑样式(线形光斑样式)后，对于每一个候选光斑样式(线形光斑样式)，还可以将候选光斑样式绕其所在的镜面的中心旋转预定角度，以形成旋转后的线形光斑样式。旋转后的线形光斑样式也可以作为候选光斑样式。
[0112]
例如，图6示出了将图4示出的线形光斑样式绕其所在的镜面的中心分别顺时针、逆时针旋转预定角度后形成的x形光斑样式示意图。这里，x形光斑样式包括将线形光斑样式绕其所在的镜面的中心分别沿顺时针、逆时针旋转预定角度后得到的两个线形光斑样式。
[0113]
需要说明的是，图6中所示的多反气室的结构参数(包括曲率半径、尺寸及第一镜面与第二镜面之间的第一距离)均与图4中形成单一线形光斑样式的多反气室结构参数相同。其中，根据旋转角度(预定角度)可以求出旋转后的线形光斑样式中的各个光斑的坐标值。
[0114]
根据本发明的又一个实施例，预定形状也可以是由多个单一形状组合形成的组合形状，候选光斑样式可以包括组合光斑样式。例如，组合形状可以包括多线形组合的形状、线形和椭圆形组合的形状。相应地，组合光斑样式可以包括：由多个线形光斑样式组合形成的多线形组合光斑样式、由线形光斑样式和椭圆形光斑样式组合形成的线形和椭圆形组合光斑样式。组合光斑样式即是多模式组合光斑样式。相应地，在步骤s350中，可以选择组合光斑样式来作为候选光斑样式。
[0115]
可以理解，组合光斑样式包括x形光斑样式，x形光斑样式是多线形组合光斑样式的一种实现。图6示出的x形光斑样式即是由两个线形光斑样式组合形成的多线形组合光斑样式。
[0116]
另外，图7示出了根据本发明一个实施例的在第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成线形和椭圆形组合光斑样式的示意图。在该实施例中，第一镜面与第二镜面之间的第一距离d为147mm，多反气室的体积为88.2cm3，其中，线形光斑样式对应的光程为9.4m，椭圆形光斑样式对应的光程为3.1m。
[0117]
根据本发明的方法300确定的候选光斑样式集合(包含多个预定形状的光斑样式)、以及每个候选光斑样式对应的光程，可以设计出一种多反气室，该多反气室包括对称布置的第一镜面和第二镜面，第一镜面和第二镜面分别布置在多反气室的两侧。第一镜面
和第二镜面的镜面参数相同，且第一镜面、第二镜面分别包括相互拼接的多个矩形凹面镜。其中，光线可以从第一镜面、第二镜面中的任一个矩形凹面镜入射至多反气室，并依次遍历每个矩形凹面镜，且光线可以在第一镜面与第二镜面之间进行多次反射后射出。最终，光线可以在第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成相同形状、且为预定形状的光斑样式。并且，第一镜面与第二镜面上形成的光斑样式相互对称。
[0118]
根据本发明的一个实施例，当需要将多束激光射入多反气室以检测多种气体时，可以基于检测多种气体所需的光程条件，从候选光斑样式中选择符合多种气体所需的光程条件的组合光斑样式，以便控制多束激光根据组合光斑样式对应的路径信息入射至多反气室内，来检测多种气体。这里，组合光斑样式例如可以包括多线形组合光斑样式、线形和椭圆形组合光斑样式，多线形组合光斑样式包括x形光斑样式。可以理解，组合光斑样式所包含的单一形状光斑样式的数量是根据气体种类数量、激光数量来确定的。例如，当需要检测3种气体时，需要将3束激光射入多反气室，相应地，组合光斑样式包含3个单一形状光斑样式。
[0119]
需要说明的是，根据光学模型可以确定组合光斑样式中的每一个单一形状光斑样式对应的入射点、入射角度等路径信息，从而可以控制每束激光分别从其中一个入射点以相应的入射角度入射至多反气室，以便通过每束激光对相应的气体进行检测，从而实现对多种气体的同步检测。
[0120]
具体地，基于选定的组合光斑样式中的每个单一形状光斑样式对应的入射点坐标，通过在实际的多反气室的第一镜面或第二镜面中的相应的矩形凹面镜上的相应位置处开设入射孔，以便每束激光分别从相应的入射孔射入多反气室内。并且，需要确保每束激光在第一镜面、第二镜面上形成的光斑与所有入射孔均不重合，以防止光线在反射中途从任意一个入射孔射出。
[0121]
也就是说，根据一个实施例的多反气室，多反气室的第一镜面、第二镜面上可以共设置多个入射孔。当需要通过多束激光检测多反气室内的多种气体时，可以控制多束激光分别从多个入射孔入射、并依次遍历每个矩形凹面镜，且每束激光在第一镜面与第二镜面之间进行多次反射后射出，每束激光分别用于检测一种气体。最终，多束激光可以在第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成组合光斑样式。其中，每束激光分别在第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成一个单一形状光斑样式，多束激光形成的多个单一形状光斑样式组合形成最终的组合光斑样式。
[0122]
这样，根据本发明的多反气室，可以在较小体积的多反气室内，通过多束激光实现对多种气体进行同步检测。
[0123]
在一种实现方式中，如图2a所示，多反气室的第一镜面、第二镜面分别包括相互拼接的两个矩形凹面镜，两个矩形凹面镜(沿x轴方向)并排布置。具体地，第一镜面包括相互拼接的第一矩形凹面镜m1和第三矩形凹面镜m3。第二镜面包括相互拼接的第二矩形凹面镜m2和第四矩形凹面镜m4。其中，第二矩形凹面镜与第一矩形凹面镜的镜面参数(曲率半径及尺寸)相同且对称布置，第四矩形凹面镜与第三矩形凹面镜的镜面参数(曲率半径及尺寸)相同且对称布置。
[0124]
根据该实施例中的多反气室，当需要将两束激光射入多反气室以检测两种气体时，可以基于检测两种气体所需的光程条件，从候选光斑样式中选择符合这两种气体所需
的光程条件的组合光斑样式，以便控制两束激光根据组合光斑样式对应的路径信息入射至多反气室内，来检测两种气体。
[0125]
需要说明的是，当两种气体所需的光程条件相同时，从候选光斑样式中选择的组合光斑样式可以是x形光斑样式，如图6所示。当两种气体要求不同的探测灵敏度和探测范围、所需的光程条件不同时，从候选光斑样式中选择的组合光斑样式可以是线形和椭圆形组合光斑样式，如图7所示。
[0126]
在一种实现方式中，如图6所示，基于选定的x形光斑样式中的两个线形光斑样式对应的入射点坐标，为了便于两组激光器和探测器的摆放，可以在实际的多反气室的第一镜面、第二镜面上的相应位置处各开设一个入射孔，以便两束激光分别从第一镜面和第二镜面上的两个入射孔射入多反气室内。例如，可以在多反气室的第一镜面的第一矩形凹面镜m1上的相应位置处开设第一入射孔，第二镜面的第四矩形凹面镜m4上的相应位置处开设第二入射孔。
[0127]
也就是说，根据该实施例的多反气室，多反气室的第一镜面、第二镜面上分别设有第一入射孔、第二入射孔。当需要通过两束激光检测多反气室内的两种气体时，可以控制两束激光分别从第一入射孔、第二入射孔入射、并依次遍历每个矩形凹面镜，且每束激光在第一镜面与第二镜面之间进行多次反射后射出，每束激光分别用于检测一种气体。最终，如图6所示，两束激光可以在第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜(图6仅示出第二镜面的第二矩形凹面镜m2和第四矩形凹面镜m4)上形成x形光斑样式。其中，每束激光分别在第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成一个线形光斑样式。
[0128]
在该实施例中，第一镜面与第二镜面之间的第一距离例如为141mm，多反气室的体积仅为81.2cm3。其中，两束激光可以分别形成6.2m的光程。可见，根据该多反气室，可以实现在较小的体积内实现对两种气体的同步检测。
[0129]
在一种实现方式中，当两种气体要求不同的探测灵敏度和探测范围、所需的光程条件不同时，从候选光斑样式中选择的组合光斑样式可以是线形和椭圆形组合光斑样式，如图7所示。基于选定的线形和椭圆形组合光斑样式中的线形光斑样式、椭圆形光斑样式对应的入射点坐标，为了便于两组激光器和探测器的摆放，可以在实际的多反气室的第一镜面、第二镜面上的相应位置处各开设一个入射孔，以便两束激光分别从第一镜面和第二镜面上的两个入射孔射入多反气室内。
[0130]
也就是说，根据该实施例的多反气室，多反气室的第一镜面、第二镜面上分别设有第一入射孔、第二入射孔。当需要通过两束激光检测多反气室内的两种气体时，可以控制两束激光分别从第一入射孔、第二入射孔入射、并依次遍历每个矩形凹面镜，且每束激光在第一镜面与第二镜面之间进行多次反射后射出，每束激光分别用于检测一种气体。最终，如图7所示，两束激光可以在第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成线形和椭圆形组合光斑样式。其中，一束激光在第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成线形光斑样式，另一束激光在第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成椭圆形光斑图案。
[0131]
在该实施例中，第一镜面与第二镜面之间的第一距离d为147mm，多反气室的体积为88.2cm3，其中，线形光斑样式对应的光程为9.4m，椭圆形光斑样式对应的光程为3.1m。
[0132]
图8、图9分别示出了根据本发明一个实施例的多个矩形凹面镜环绕布置的示意图。如图8和图9所示，第一镜面、第二镜面所包含的相互拼接的多个矩形凹面镜，可以环绕
布置。即，每侧的多个矩形凹面镜可以以环绕的方式(首尾相连)拼接在一起。通过增加矩形凹面镜的数量，可以增加测量的气体的种类及探测范围和探测精度。多反气室中的矩形凹面镜的数量及相应的光程、测量范围和精度可以根据实际测量需求进行调整。
[0133]
本发明提供了一种确定在多反气室内形成的光斑样式的方法，其中，基于第一镜面、第二镜面的镜面参数建立多反气室的光学模型，基于第一距离间隔，为第一镜面与第二镜面之间的距离构建第一距离数组。并基于第二距离间隔，为矩形凹面镜的曲率中心沿光轴方向在镜面上的投影点与所述多个矩形凹面镜拼接处的距离构建第二距离数组。对于第一距离数组中的每一个第一距离值、第二距离数组中的每一个第二距离值，均设定光线从预定入射点坐标入射，并根据光学模型确定光线在第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成的光斑样式。这样，可以确定出在多反气室内可形成的多个光斑样式，通过选择符合预定形状、且光斑间距在预定光斑间距范围内的光斑样式作为候选光斑样式，基于所有候选光斑样式生成候选光斑样式集合，而根据光学模型也可以确定每个候选光斑样式对应的光程。这样，在实际应用过程中，可以根据检测气体时要求的探测灵敏度来确定所需的光程条件，并根据所需的光程条件来从所有候选光斑样式中选择最优光斑样式，从而有利于提高探测灵敏度和精度，满足不同应用场景的探测需求。
[0134]
进一步地，根据本发明的确定在多反气室内形成的光斑样式的方法设计出的多反气室，每侧镜面包括多个相互拼接的矩形凹面镜，体积小巧紧凑。这样，在实际应用中更便于携带多反气室，能实现更方便地检测气体。并且，所设计的多反气室能够在确保光路传输稳定性的前提下，实现光线在多反气室内依次遍历每个矩形凹面镜、并进行多次反射后形成较长的光程，这样有利于提高基于激光吸收光谱对气体检测的灵敏度和精度。根据多反气室的不同摆放方式，如并排布置、环绕布置等，可满足不同应用场景的测量需求。
[0135]
此外，根据本发明的多反气室，通过将用于检测多种气体的多束激光入射至多反气室，多束激光在两侧镜面之间进行多次反射后射出，并在两侧镜面上形成组合光斑样式。这样，能实现在体积较小的多反气室内，通过多束激光对多种气体进行同步检测，提高了对多反气室的利用率以及对气体的检测效率。
[0136]
a8、如a1-a7中任一项所述的方法，其中，所述相互拼接的多个矩形凹面镜并排布置或者环绕布置。
[0137]
a9、如a1-a8中任一项所述的方法，其中，所述第一镜面、第二镜面分别包括相互拼接的两个矩形凹面镜，两个矩形凹面镜并排布置；其中，所述第一镜面包括相互拼接的第一矩形凹面镜和第三矩形凹面镜；所述第一矩形凹面镜的曲率中心沿光轴方向在镜面上的投影点、与所述两个矩形凹面镜拼接处的距离为第二距离；所述第二镜面包括相互拼接的第二矩形凹面镜和第四矩形凹面镜，所述第二矩形凹面镜与所述第一矩形凹面镜的镜面参数相同且对称布置，所述第四矩形凹面镜与所述第三矩形凹面镜的镜面参数相同且对称布置。
[0138]
a10、如a1-a9中任一项所述的方法，其中，当矩形凹面镜的曲率半径r为100mm时，所述第一距离d的范围为10mm≤d≤200mm，所述第一距离间隔为0.1mm；所述第二距离c的范围为0≤c≤3mm，所述第二距离间隔为0.01mm。
[0139]
a12、如a11所述的多反气室，其中，所述相互拼接的多个矩形凹面镜并排布置或者环绕布置。
[0140]
a13、如a11或a12所述的多反气室，其中，所述第一镜面、第二镜面分别包括相互拼接的两个矩形凹面镜，两个矩形凹面镜并排布置；其中，所述第一镜面包括相互拼接的第一矩形凹面镜和第三矩形凹面镜，所述第二镜面包括相互拼接的第二矩形凹面镜和第四矩形凹面镜，所述第二矩形凹面镜与所述第一矩形凹面镜的镜面参数相同且对称布置，所述第四矩形凹面镜与所述第三矩形凹面镜的镜面参数相同且对称布置。
[0141]
a14、如a11-a13中任一项所述的多反气室，其中，所述预定形状为线形或椭圆形。
[0142]
a15、如a11-a13中任一项所述的方法，其中，所述预定形状包括组合形状，所述组合形状包括多线形组合的形状、线形和椭圆形组合的形状。
[0143]
a16、如a11-a15中任一项所述的多反气室，其中，所述第一镜面、第二镜面上共设有多个入射孔；多束激光分别适于从多个入射孔入射并依次遍历每个矩形凹面镜，并在所述第一镜面与第二镜面之间进行多次反射后射出，所述多束激光适于在所述第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成组合光斑样式；其中，每束激光分别适于检测一种气体。
[0144]
a17、如a16所述的多反气室，其中，所述组合光斑样式包括x形光斑样式，所述第一镜面、第二镜面上分别设有第一入射孔、第二入射孔；两束激光分别适于从第一入射孔、第二入射孔入射并依次遍历每个矩形凹面镜，并在所述第一镜面与第二镜面之间进行多次反射后射出，所述两束激光适于在所述第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成x形光斑样式。
[0145]
a18、如a16所述的多反气室，其中，所述组合光斑样式包括线形和椭圆形组合光斑样式，所述第一镜面、第二镜面上分别设有第一入射孔、第二入射孔；两束激光分别适于从第一入射孔、第二入射孔入射并依次遍历每个矩形凹面镜，并在所述第一镜面与第二镜面之间进行多次反射后射出，所述两束激光适于在所述第一镜面和第二镜面的每个矩形凹面镜上形成线形和椭圆形组合光斑样式。
[0146]
这里描述的各种技术可结合硬件或软件，或者它们的组合一起实现。从而，本发明的方法和设备，或者本发明的方法和设备的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如可移动硬盘、u盘、软盘、cd-rom或者其它任意机器可读的存储介质中的程序代码(即指令)的形式，其中当程序被载入诸如计算机之类的机器，并被所述机器执行时，所述机器变成实践本发明的设备。
[0147]
在程序代码在可编程计算机上执行的情况下，计算设备一般包括处理器、处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)，至少一个输入装置，和至少一个输出装置。其中，存储器被配置用于存储程序代码；处理器被配置用于根据该存储器中存储的所述程序代码中的指令，执行本发明的数据存储方法和/或数据查询方法。
[0148]
以示例而非限制的方式，可读介质包括可读存储介质和通信介质。可读存储介质存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息。通信介质一般以诸如载波或其它传输机制等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息传递介质。以上的任一种的组合也包括在可读介质的范围之内。
[0149]
在此处所提供的说明书中，算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与本发明的示例一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为
了披露本发明的最佳实施方式。
[0150]
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
[0151]
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
[0152]
本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。
[0153]
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。
[0154]
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
[0155]
此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的元素所执行的功能。
[0156]
如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。
[0157]
尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本
发明所做的公开是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。