[發(fā)明專利]一種基于微透鏡陣列的光散射特性測量裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611120200.6
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106596354B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹兆樓;劉玉柱;李金花;咸馮林;裴世鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N21/49
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

1.一種基于微透鏡陣列的光散射特性測量方法，其特征在于，基于微透鏡陣列的光散射特性測量裝置，所述裝置包括照明模塊、探測模塊、半透半反棱鏡、激光強度模塊、升降機構(gòu)、物鏡、待測顆粒、樣品池、上位機及運動控制器，所述照明模塊中包括固體激光器、整形透鏡以及起偏器，其中，所述整形透鏡用于改變進(jìn)入所述物鏡的激光的發(fā)散角度并控制所述物鏡出射光的發(fā)散角度；所述起偏器受控于所述運動控制器，以調(diào)整旋轉(zhuǎn)角度；所述探測模塊包括ICCD探測器、微透鏡陣列以及檢偏器，其中，所述檢偏器受控于所述運動控制器，以調(diào)整旋轉(zhuǎn)角度；所述微透鏡陣列用于分割所述物鏡的孔徑，其中每個微透鏡對應(yīng)一個散射角度區(qū)間；基于微透鏡陣列的光散射特性測量方法，所述方法包括：

照明模塊產(chǎn)生的激光通過半透半反棱鏡進(jìn)入物鏡，并根據(jù)所述照明模塊和所述物鏡的位置關(guān)系，生成對應(yīng)類型的光束；

所述光束作用于位于樣品池中的待測顆粒，生成后向散射光；

所述后向散射光依次通過所述物鏡和所述半透半反棱鏡后進(jìn)入探測模塊；

所述探測模塊根據(jù)接收所述后向散射光的微透鏡孔徑，確定所述后向散射光對應(yīng)的散射角度；所述方法還包括：

若待測顆粒位于空氣中，使用風(fēng)扇加速空氣流動；若所述待測顆粒位于液體中，將所述物鏡浸入所述液體中；所述方法還包括：

獲取無任何顆粒散射光時的背景圖案的光強；

當(dāng)ICCD探測器采集的圖像的光強大于預(yù)設(shè)閾值時，將大于預(yù)設(shè)閾值的光強減去背景圖案的光強，得到光強差；

使用激光強度模塊的絕對光強對所述光強差進(jìn)行歸一化，獲得與所述待測顆粒的散射光相對應(yīng)的實際圖案；

所述激光強度模塊包括光電二極管、放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路以及通信串口，其中，所述光電二極管用于將經(jīng)過所述半透半反棱鏡的激光轉(zhuǎn)換為電信號，所述電信號經(jīng)過所述放大電路和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路后通過所述通信串口與所述上位機相連；

所述上位機包括用于獲取ICCD探測器圖像的圖像采集模塊、用于讀取所述激光強度模塊讀數(shù)的通信模塊、用于與所述運動控制器相連的運動控制模塊、用于分割待測顆粒圖像并確定待測顆粒三維位置的定位模塊、用于反演待測顆粒的散射特性的散射匹配模塊以及用于保存數(shù)據(jù)及配置參數(shù)的文件模塊；

所述照明模塊中的起偏器、所述探測模塊中的檢偏器以及所述升降機構(gòu)均包括步進(jìn)電機，所述運動控制器包括與各個步進(jìn)電機相對應(yīng)的步進(jìn)電機驅(qū)動器。