[发明专利]固体材料逆向反射特性测量装置

说明书

固体材料逆向反射特性测量装置，涉及固体材料逆向反射特性的精确测量技术，目的是为了解决现有方法测量固体材料逆向反射特性测量结果误差大的问题。本发明的激光器发出的激光入射至光纤环形器的一号端口，从光纤环形器的二号端口出射的激光经光纤准直器准直后入射至待测固体材料的表面，经待测固体材料表面逆向反射的激光经光纤准直器准直后返回至光纤环形器的二号端口，从光纤环形器的三号端口出射的激光入射至光电探测器的探测面上，所述待测固体材料位于遮光筒内，遮光筒位于转盘上。本发明能够实现微立体角方向上的激光能量测量，测量精度高，且操作简单，适用于光学测量和激光主动探测。

技术领域

本发明涉及光学测量技术和激光主动探测技术领域，具体涉及固体材料逆向反射特性的精确测量技术。

背景技术

固体表面的反射特性是进行表面相关辐射换热计算、辐射探测的基本参数，如进行锅炉炉膛的辐射换热分析计算、发动机引擎内辐射换热分析、太阳聚集系统性能分析、辐射加热干燥系统、辐射测温、地物目标遥感，都需要利用材料表面的反射特性参数，将表面反射特性参数直接用于换热分析，或以表面反射特性参数作为辐射场分析和求解的边界条件。对于材料反射率的测量一般可分为两种测量方法，直接测量法和相对测量法。直接测量法一般是直接利用固体激光发生器发出激光，再利用激光接收器接收反射激光并通过数值分析等手段直接测量出物体表面反射率的方法。而间接的测量方法主要以积分球法进行测量为主，其主要思想是利用反射率近似为1的标准白板和所需要测量物体在同一条件下进行比较从而得出物体反射率的一种方法。逆向反射特性作为材料反射特性的一部分，是卫星遥感、侦察与制导、激光主动探测等技术中的关键物性数据。但不管是利用直接测量还是间接测量的方法，由于仪器相互遮挡和逆向反射能量微弱等因素，逆向反射光线的测量都是极其困难的。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有方法由于仪器相互遮挡以及逆向反射能量微弱的原因，导致测量固体材料逆向反射特性测量结果误差大的问题，提供一种精确的固体材料逆向反射特性测量装置。

本发明所述的固体材料逆向反射特性测量装置包括激光器1、光电探测器2、光纤环形器3、光纤准直器4和遮光筒6；

所述激光器1发出的激光入射至光纤环形器3的一号端口3-1，从光纤环形器3的二号端口3-2出射的激光经光纤准直器4准直后入射至待测固体材料5的表面，经待测固体材料5表面逆向反射的激光经光纤准直器4准直后返回至光纤环形器3的二号端口3-2，从光纤环形器3的三号端口3-3出射的激光入射至光电探测器2的探测面上，所述待测固体材料5位于遮光筒6内。

光纤准直器使从光纤环形器3的二号端口3-2发出的激光变为近似平行光，使入射到待测固体材料5表面的光线保持平行，然后入射光线的逆向反射光线以极小立体角进入光纤准直器4，再通过光纤环形器3的三号端口3-3被光电探测器2接收并测量。本发明能够实现微立体角方向上的激光能量测量，测量精度高，且操作简单，适用于光学测量和激光主动探测领域。

附图说明

图1是背景技术中材料逆向反射的原理示意图，其中8表示入射光，9表示逆向反射光，10表示镜向反射光，11表示法线；

图2是本发明所述的固体材料逆向反射特性测量装置的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的固体材料逆向反射特性测量装置，包括激光器1、光电探测器2、光纤环形器3、光纤准直器4和遮光筒6；

所述激光器1发出的激光入射至光纤环形器3的一号端口3-1，从光纤环形器3的二号端口3-2出射的激光经光纤准直器4准直后入射至待测固体材料5的表面，经待测固体材料5表面逆向反射的激光经光纤准直器4准直后返回至光纤环形器3的二号端口3-2，从光纤环形器3的三号端口3-3出射的激光入射至光电探测器2的探测面上，所述待测固体材料5位于遮光筒6内。