烟雾粒子检测与识别系统的蒙特—卡罗模拟

提出了一种基于粒子激光散射的多传感器阵列的烟雾检测与识别系统，可识别的烟雾粒径范围为0.01-100μm，粒子浓度要求减光度为5%。并用蒙特卡罗方法模拟了在不同粒径、折射率和入射角情况下烟雾粒子散射光强的角分布情况。     

激光散射型烟雾探测器标定方法研究

利用电子同步器高速同步触发烟雾探测器和外部已标定的高精度光功率计,实现对烟雾散射光功率和透射光功率的同步采集,建立散射光与透射光变化精确的函数关系,克服现实中无法制造标准烟雾试样的难题。应用烟雾探测器时,根据事先确立的函数,由实测的散射光功率反演出烟雾的透射光功率,从而获得被测烟雾的遮光率或浓度。该方法具有无需标准烟雾试样、标定时烟雾浓度任意等优点,适用于散射型烟雾传感器的出厂标定工作。     

牛奶成份检测仪光强检测电路设计

介绍牛奶成份检测仪应用激光散透比法检测牛奶的成份,利用半导体激光器照射牛奶试样,分别在散射光和透射光方向检测光强值,由于激光透过牛奶试样后的光信号非常微弱,使得精确检测光强信号比较困难。介绍一种牛奶成份检测仪光强检测电路的设计方案,该电路具有精密、简洁、可靠性高等特点。     

基于粒子受激散时的烟雾粒子的检测与识别

本文提出了一种基于粒子激光散射来检测和识别非火灾烟雾的吸气式多传感器阵列烟雾探测系统,详细阐述了该系统的结构和信号处理方法;同时提出了利用计算机求解不同物质粒子Mie散射系数的实际计算公式并推导出典型物质粒子的散射光强分布。     

光散射法在电子烟气溶胶测量中的应用

为了能够确定电子烟烟雾量的准确定义,并实现电子烟烟雾量的在线、定量测量的目标,文中对10种样品按照HCI深度抽吸模式,通过光透射和散射理论研究光强与粒度的关系,进行实验验证并对结果进行分析,解决了光强与粒径、粒子数的非线性化问题,建立了粒子与光强之间的数学模型,使粒子与光强线性化,便于研究测量。该测量方法以光透射和散射为基本原理,以粒子质量为中间变量,为电子烟烟雾量提供了一种在线实时检测的方法,能够更全面的表达烟雾量指标。     

UC3525用于光电测量系统的反馈控制

首次将脉宽调制控制芯片（ＵＣ３５２５）用于激光扫描测量系统，解决了激光扫描测量中因不同材料对激光的散射光强不同、不同曲面对激光光强反射各异以及物体表面镜面反射等问题给测量精度带来的严重影响，利用激光扫描系统中的摄像机直接作为光强反馈系统，实现了测量过程中的光强自动控制，有效地降低了光强饱和等问题给测量带来的误差。     

血小板的光散射特性

利用激光散射法对健康人血小板的光散射特性进行了研究。测量了不同浓度下这种细胞的散射光强和透射光强，并给出了相应的散射系数。     

激光辐照皮肤组织模拟液的光子传输实验研究

通过实验测定了皮肤组织模拟液在632.8nm连续氦氖激光辐照下透射光场的光强分布,重点研究了模拟液浓度和容器厚度对光分布的影响.研究结果表明:皮肤组织模拟液透射光强与溶液浓度以及厚度密切相关;组织对激光的吸收和散射作用使得光强度下降;透射光强最高点在辐照中心处,并沿着径向衰减.     

烟雾粒子的识别及其激光散射特性的蒙特卡罗模拟

提出了一种基于粒子激光散射的多传感器阵列的烟雾识别系统 ,描述了用蒙特卡罗模拟烟雾粒子散射特性的一般方法 ,模拟并验证了在不同粒径、折射率和入射角情况下烟雾粒子散射光强的角分布情况 ,模拟结果和理论分析吻合得很好     

特征提取在近红外激光检测半导体内微缺陷中的应用

提出了利用近红外激光散射光强分布分析来检测半导体材料内部微体缺陷的检测方法。在研究广义洛仑兹－米氏理论（Generalized Lorenz-Mie Theory）的基础上，通过对理论上散射光强分布的分析，近红外激光散射光强分布空间FFT的截止频率被提取为判定半导体材料缺陷大小的判缺，依据这一判据，可以快速的判定微体缺陷的大小。并通过对GaAs样品进行了实验研究，证明了该方法和判据的有效性。     

基于激光NO2气体检测研究

为了设计一种NO2气体检测系统,以实现对大气中NO2等污染气体进行有效监测、提高空气质量,采用激光光谱分析技术,根据NO2气体在可见光范围内的吸收光谱与强吸收峰位置,选取中心波长为443.2nm蓝光激光光源,搭建了的NO2气体检测实验平台。实验测定不同体积分数NO2气体的透射谱线,通过对不同体积分数NO2气体透射光谱分析,运用最小二乘法线性拟合计算得出系统吸光度与气体体积分数的线性关系。结果表明,实验系统能够实现对NO2气体的检测,检测灵敏度为10-4量级,具有较好应用价值。     

微量样本中悬浮颗粒浓度的光纤检测装置研究

根据光的散射和透射理论,设计了一种用光纤检测微量样本悬浮颗粒浓度的装置.该装置采用了散射和透射两束光纤,且散射角度可调旨在寻找最优的测量角度.实验选用波长为785 nm的激光作为光源,在室温条件下,对酵母菌浓度测量进行了实验研究并用散透比和透射光两种方式处理数据.结果表明,酵母菌浓度为0～5%时,散透比与浓度呈近似线性关系;酵母菌浓度为5%～10%时,透射光与浓度呈近似线性关系,测量的误差范围小于土0.2%.该装置能实现微量样本的快速检测,在微机电系统(MEMS)领域具有较好的应用前景.     

激光全息防伪标识质量检测方法的研究

提出一种对光源输出功率稳定度要求相对较低的激光全息防伪产品光学特性参数检测方法.使用一块透反比一定的玻璃基片,将相对不稳定度3%的He-Ne激光器输出光束分为两柬:反射光和透射光.两束光光强度比例恒定,测量反射光强计算出透射光强度.透射光作为再现光照明激光全息防伪标识,其衍射光构成物体再现像.实时探测标识光栅处以及无光栅处的衍射光强与反射光强,进而得到光栅处衍射光强与再现光强的比值及其与无光栅处衍射光强的比值,即全息防伪标识的衍射效率和信噪比.实验结果表明:透射光强测量值相对误差不超过0.2%;衍射效率及信噪比的测量值相对误差分别不超过0.8%和1.9%.     

激光大气散射离轴探测分析

利用Mie散射理论,通过数值计算得到了1.06 μm激光在低空大气中传输时的散射特性;不同尺度参数的粒子的散射光强分布相差极大,随着尺度参数的增加,散射光强越来越集中于前向;复折射率的变化对散射光强影响不大.通过对大气散射的辐照度理论分析和数值计算,得到大气散射的辐照度随离轴距离的增大而近似按反比规律下降的特征;同时,对不同能见度下的散射辐照度进行了数值计算,能见度的不同只影响散射强度的大小,而不影响散射强度的分布.不同散射点的散射光到达探测器所需的时间不同,延迟时间与离轴垂直距离和探测角呈简单的线性关系,这些特征为激光散射离轴探测提供了理论依据和参考.     

探测器阵列靶散射取样衰减单元设计

探测器阵列靶是测量激光强度时空分布的常用设备,为实现到靶激光参数高精度测量,取样衰减方式是其关键。针对探测器阵列靶散射取样衰减技术,基于双向透射分布函数对毛玻璃等材料透射散射光特性进行研究,推导出散射到探测器感光面激光强度衰减倍率的计算公式。设计了毛玻璃与工程漫射体组合的散射取样衰减单元,结合ABg散射模型,利用TracePro建立仿真模型。结果表明,设计的取样衰减结构可以承受功率密度2 000 W/cm2激光辐照20 s;散射出射角在±5.44°范围内,探测面取样不均匀性约为3.34%;衰减倍率仿真设计结果与实验测量误差约为0.805%。该种散射取样衰减方式具有抗激光损伤能力强、光斑匀化效果好、光强定量衰减及宽光谱响应等优点,具有很好的应用前景。     

基于液晶显示器的无透镜单像素成像研究

根据获取物体傅里叶频谱实现单像素成像的理论,提出了通过对液晶显示器(LCD)加载一系列灰度条纹图像,并利用置于屏幕前的单点光电探测器接收物体透射光强,来实现无透镜单像素成像的方法。该系统降低了对硬件的要求,光路紧凑,灵活性强。从理论上证明了LCD加载图像时图像灰度与透射光强之间存在的非线性关系对系统成像没有影响,从实验上验证了该方法的可行性。该系统的成像实验表明,加载条纹后需预留给显示器液晶分子一定的响应时间,使探测器准确获取光强,可显著减小背景噪声和共轭像干扰,提高重建图像质量。     

提高可调谐激光光谱气体检测精度的研究

利用可调谐激光光谱技术检测气体浓度时,在气体浓度较高或气体吸收路径较长的情况下.用简单的线性关系逼近朗伯-比尔定律的指数关系,会造成较大的误差,甚至错误的结果.在不改变气体吸收路径长度,保证检测灵敏度的前提下,采用分段线性插值和谐波分析的方法,将浓度区间范围为0～100%的气体,每隔10%划分为一个子区间,在各个子区间内采用不同的比例系数,从而可以很好地逼近理论曲线,并可以消除光强波动等因素的影响,大大提高系统的检测精度.     

均光消色散光束整形薄膜器件的研究

基于亥姆霍兹-基尔霍夫衍射积分定理,从理论上推导出消色散均光薄膜微结构参量、入射光参数和透射光参数之间的关系。基于此,分析了微结构参量对透射光振幅分布和散射角度的影响。光束通过消色散均光薄膜时,散射光斑具有光强分布均匀、消色散、散射角度可控和散射光型可控等优点。实验制作出结构最大深度为5μm,散射角为8°×7.5°的薄膜样品,散射角的理论计算值与实际测量值误差在±0.5°以内。此薄膜器件适用于照明体系、液晶显示器背光显示、投影系统等。     

粒子散射的几何光学模型中的多值散射角函数计算

对大颗粒散射特性分析通常采用物理意义清晰的几何光学近似模型(GOM)计算散射光强。本文分析了GOM,针对散射角的多值问题,提出一种基于MATLAB的遍历取值的求解方法,给出了球形大气泡粒子单一阶数散射光强和总散射光强分布图,并与Mie理论和Debye理论光强计算进行了比对,计算结果与Mie理论和Debye理论光强计算吻合很好,验证了算法的正确性。     

聚合物分散液晶透射光散射特性随角度电压的变化

采用聚合物相分离法制备聚合物分散液晶(PDLC)薄膜,通过改变散射角,对散射光强随电压的变化进行了测试。实验结果表明,在角度小于26°时,外加电压为10 V处出现一个散射强度极小值;当角度超过26°时,外加电压为10 V处散射光强最大。在不同的散射角下,散射光强随外加电场的变化趋势有明显差异。散射角在0°~5°角范围内蓝光的光强随外加电压的增加一直增大;在6°~25°范围内,散射光强随外加电压的增大先增大后减小,并且最大波峰时的电压随着角度的增加而减小;当散射角大于26°时,蓝光的光强随着电压的增大而减小。采用单散射理论对实验现象进行了分析和讨论。