[实用新型]一种测量辐射光场三维分布的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量辐射光场三维分布的装置，具体涉及利用光纤传输并通过阵列式探测器测量三维辐射光场分布的领域。

背景技术

现有的辐射光场分布测量方法主要是利用一个或多个光电探测器在待测样品表面上方作二维或一维扫描，逐点探测各个观测角度的光强，如M.Barilli和A.Mazzoni的论文《An equipment for measuring 3D bi-directional scattering distribution function ofblack painted and differently machined surfaces》(Proc.of SPIE，59620L，2005)。该方法探测器响应范围较大，配合后续电路可以实现任意角度处反射光强的精确测量，其缺点是耗时多，虽然采用计算机控制自动扫描测量可以提高测量速度，但仍不能实现实时的在线测量，且测量过程中容易因光源输出功率及探测器响应度变化而受到影响，重复性较差。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的小足之处，本发明提出一种测量辐射光场三维分布的装置，所要解决的问题主要有：1.系统应能在较短的时间内完成辐射光场测量。2.系统的重复性误差较小。3.系统能对较大范围内的辐射光强进行精确测量。4.系统应能实现整个半球空间辐射光场的三维分布测量。5.系统应方便进行野外测量。

技术方案

一种测量辐射光场三维分布的装置，其特征在于：装置的组成包括钻孔半球壳1、光纤2、钻孔圆盘3、可调光阑6、透镜5和CCD相机4；可调光阑6位于装置底部，钻孔半球壳1位于可调光阑6上，钻孔圆盘3位于钻孔半球壳1之上，二者之间通过若干光纤连接，透镜5位于圆盘3之上，CCD相机4位于透镜5之上；所述的可调光阑6的下表面与钻孔半球壳1的赤道面重合，且可调光阑6下表面的中心与钻孔半球壳1的球心重合；所述的钻孔半球壳1、光纤2、钻孔圆盘3、可调光阑6、透镜5和成像系统沿装置主轴同轴分布；所述的钻孔半球壳1和钻孔圆盘3上的孔数目相等且均匀分布，光纤数目等于钻孔半球壳上的孔数和圆盘上的孔数。

所述的钻孔圆盘3上的孔距钻孔圆盘3中心的距离正比于钻孔半球壳1上的孔的轴线与装置主轴的夹角，且两对应孔的轴线与光纤轴线在同一平面内。

所述的透镜5到钻孔圆盘3的距离大于透镜5的两倍焦距，透镜5的孔径大于钻孔圆盘3的直径。

所述的CCD相机4靶面距离透镜1倍焦距到2倍焦距之间。

所述的钻孔半球壳1上的圆孔7沿钻孔半球壳1表面均匀分布，孔径可取0.5mm～2mm，孔间距可取1mm～2mm，所有圆孔7的轴垂直于钻孔半球壳1表面并指向球心。

所述钻孔半球壳1上的圆孔7的孔径与钻孔圆盘3上圆孔的孔径与光纤2的直径相等。

所述的所述光纤2的两个端面8为凸形聚光设计或在光纤两端加装与光纤同轴的自聚焦透镜。

所述的钻孔半球壳1的内壁及圆孔7的内壁涂黑色吸光涂层。

所述可调光阑6采用旋片式光阑。

有益效果

本发明的有益效果在于采用光纤和面阵CCD相机可以快速地测量光源辐射光场空间分布。CCD相机曝光时间可调，能够对多个不同强度量级的反射分布进行准确测量。整个装置集电源、光源、测试光路、调节、存储和控制单元于一个紧凑的整体，方便实时在线测量及野外测量。

附图说明

图1是本发明辐射光场三维分布测量装置的剖视图；

图2是本发明中钻孔半球壳的俯视图；

图3是本发明中光纤插入钻孔半球壳处的局部放大剖视图；

图4是本发明中可调光阑的俯视图；

图5是图1所示辐射光场三维分布测量装置的底部放大剖视图；

1-钻孔半球壳；2-光纤；3-钻孔圆盘；4-CCD相机；5-透镜；6-可调光阑；7-圆孔；8-端面；9-开孔；10-待测光源。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步描述：