[發明專利]基于脈沖激光輻照的半透明介質輻射特性測量方法

有效

• 申請號: 201310455615.9
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103472036A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 齊宏;牛春洋;任亞濤;阮立明
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N21/49
• 分類號: G01N21/49;G01N21/59;G01N21/31
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.基于脈沖激光輻照的半透明介質輻射特性測量方法，其特征在于：它包括下述步驟：

步驟一、將待測半透明介質制作成厚度為L的扁平試件，并在試件厚度方向的兩側均勻涂敷黑體涂層，將脈沖激光光源對準試件的左側中心，所述的激光光源方向垂直于試件的表面，將兩只熱電偶探頭（2）分別固定于試件左右兩側，所述的兩只熱電偶探頭（2）均連接熱電偶測溫儀（3）；

步驟二、打開激光器，使脈沖激光光源對試件左側表面進行一個脈沖的照射，然后關閉激光器；同時，采用熱電偶測溫儀（3）同步測量試件左右兩側隨時間變化的溫度，測量左側激光入射表面隨時間變化的溫度函數為T_w1(t)，右側表面隨時間變化的溫度函數為T_w2(t)，測量時間間隔為dt，總測量時間為N倍激光脈沖寬度；

步驟三、根據逆問題算法設待測半透明介質的吸收系數為κ_a，待測半透明介質的散射系數為κ_s，通過對穩態輻射傳輸方程和瞬態導熱微分方程的耦合求解，得到在待測半透明介質的吸收系數為κ_a和待測半透明介質的散射系數為κ_s條件下的待測半透明介質的兩側面邊界溫度隨時間分布估計值T′_w1(t)和T′_w2(t)；

步驟四、將步驟二得到的左右兩側的測量溫度函數T_w1(t)、T_w2(t)和步驟三得到的左右兩側的測量溫度函數T′_w1(t)、T′_w2(t)代入如下目標函數計算公式，計算得到目標函數值F_obj：

Fobj=Σi=1N{[Tw1′(κa,κs,ti)-Tw1(κa,κs,ti)Tw1(κa,κs,ti)]2+[Tw2′(κa,κs,ti)-Tw2(κa,κs,ti)Tw2(κa,κs,ti)]2},]]>

其中，i表示時間步數，t_i表示第i步時間，

步驟五、判斷步驟四中的目標函數值F_obj是否小于設定閾值ξ，若是，則步驟三中所設定的待測半透明介質的吸收系數為κ_a和待測半透明介質的散射系數為κ_s，即為該待測半透明介質的真實吸收系數和散射系數，將該待測半透明介質的真實吸收系數和散射系數作為測量結果，完成基于脈沖激光輻照的半透明介質輻射特性的測量；若否，則返回執行步驟三。

2.根據權利要求1所述的基于脈沖激光輻照的半透明介質輻射特性測量方法，其特征在于，步驟三中所述的逆問題算法采用單純形—骨干微粒群混合算法實現。