[發明專利]基于數字微鏡平面結構光照明的粒子場測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201410246861.8
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN104034636A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 單明廣;鐘志;董全;楊曉濤;馬修真;劉友
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于數字微鏡平面結構光照明的粒子場測量裝置，包括光源、準直擴束系統，其特征是：它還包括全內反射棱鏡、DMD、第一柱面透鏡、濾波器、第二柱面透鏡、粒子場、圖像傳感器、計算機和同步控制器，光源發出的光入射至準直擴束系統，經準直擴束系統準直擴束后的出射光入射至全內反射棱鏡，經全內反射棱鏡反射后由第一端面(A)出射，出射光入射至DMD，經DMD生成的數字一維周期光柵反射后產生多級衍射光，所述衍射光由第一端面(A)再次入射至全內反射棱鏡，經全內反射棱鏡透射后由第二端面(B)出射，出射光入射至第一柱面透鏡，經第一柱面透鏡會聚后的出射光入射至濾波器，經濾波器濾波后保留的±1級光入射至第二柱面透鏡，經第二柱面透鏡透射的±1級光產生重疊并相干生成平面結構光，該平面結構光入射至粒子場，經粒子場散射的光由圖像傳感器的光接收面接收，圖像傳感器的圖像信號輸出端連接計算機的圖像信號輸入端；DMD和圖像傳感器的觸發輸入端連接同步控制器觸發輸出端，同步控制器觸發輸入端連接計算機的控制輸出端。

2.根據權利要求1所述的基于數字微鏡平面結構光照明的粒子場測量裝置，其特征是：DMD位于第一柱面透鏡的前焦面上；全內反射棱鏡位于DMD和第一柱面透鏡之間；濾波器位于第一柱面透鏡的后焦面上并且位于第二柱面透鏡的前焦面上；圖像傳感器光軸與平面結構光光軸垂直并且圖像傳感器光接收面與平面結構光平面平行。

3.根據權利要求1或2所述的基于數字微鏡平面結構光照明的粒子場測量裝置，其特征是：DMD生成的數字一維周期光柵為二值一維周期光柵或正弦一維周期光柵或余弦一維周期光柵。

4.一種基于權利要求1所述的基于數字微鏡平面結構光照明的粒子場測量裝置的測量方法，其特征是：準直擴束后的平行光經DMD生成的數字一維周期光柵反射后，再依次經過第一柱面透鏡、濾波器和第二柱面透鏡生成平面結構光照射粒子場，再經粒子場散射和圖像傳感器采集獲得成像圖樣；再經計算機控制同步控制器同步觸發控制DMD和圖像傳感器，由DMD控制數字一維周期光柵產生相移依次為0、2π/3和4π/3，并由圖像傳感器依次采集獲得三幅相移依次為0、2π/3和4π/3的圖樣，三幅圖樣按順序的強度分布順次為I₁、I₂和I₃，根據三幅圖樣的強度分布計算獲得粒子場分布I_S：

IS=23(I1-I2)2+(I1-I3)2+(I2-I3)2.]]>