[发明专利]一种云粒子探测方法及探测器

权利要求书

1.一种云粒子探测方法，其特征在于，通过接收云粒子的后向散射信号，探测云粒子对激光的偏退情况，获得云粒子相态；通过接收云粒子的前向散射信号，探测云粒子等效光学粒径的大小。

2.根据权利要求1所述的云粒子探测方法，其特征在于，利用非球形粒子计算理论，计算不同形状的散射相函数、退偏度，形成非球形粒子散射的数据库；当获得的云粒子相态为冰晶时，结合所述非球形粒子散射的数据库，比对云粒子对激光的退偏振度、前向散射信号，获得云粒子等效光学粒径的大小。

3.根据权利要求2所述的云粒子探测方法，其特征在于，所述云粒子相态通过以下方法探测：将接收到的云粒子后向散射信号分成平行偏振信号和垂直偏振信号，计算两者的信号比即为粒子的退偏振比，将计算得到的退偏振比与偏振比阀值进行比较，当大于偏振比阀值时为冰晶粒子，当小于偏振比阀值时为液态水粒子。

4.一种采用权利要求1至3任一所述云粒子探测方法的探测器，其特征在于，包括以下模块：

激光发射模块，用于产生偏振光；

激光接收模块，包括前向激光接收模块和后向激光接收模块，分别用于接收云粒子前向散射信号和后向散射信号；

光电探测模块，将通过激光接收模块后的云粒子前向散射信号和后向散射信号转换成电信号；

数据采集模块，用于采集光电探测模块的信号；

系统控制模块，对数据采集模块采集的信号进行分析。

5.根据权利要求4所述的探测器，其特征在于，所述光电探测模块包括测量探测器、质量控制探测器、平行型后向散射偏振探测器和垂直型后向散射偏振探测器；所述前向散射信号的75%进入所述质量控制探测器，25%进入所述测量探测器；所述后向散射信号分成平行偏振信号和垂直偏振信号后，分别进入平行型后向散射偏振探测器和垂直型后向散射偏振探测器。

6.根据权利要求4所述的探测器，其特征在于，所述激光发射模块采用发射波长为685nm的单模二极管激光器。

7.根据权利要求4所述的探测器，其特征在于，所述前向激光接收模块包括前向散射光收集透镜、前向散射光准直镜和前向散射光分光棱镜；所述前向散射信号依次通过前向散射光收集透镜、前向散射光准直镜和前向散射光分光棱镜进入所述质量控制探测器和测量探测器；所述后向激光接收模块包括后向散射光收集透镜、后向散射光准直镜、滤光片和后向散射光分光棱镜；所述后向散射信号依次通过后向散射光收集透镜、后向散射光准直镜、滤光片和后向散射光分光棱镜进入平行型后向散射偏振探测器和垂直型后向散射偏振探测器。