一种基于集成光学芯片的多波长激光光束光幕实现方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112113884A(43)申请公布日2020.12.22(21)申请号202011019904.0(22)申请日2020.09.24(71)申请人挚感（苏州）光子科技有限公司地址215000江苏省苏州市吴江区顺风路东侧龙桥路西侧(72)发明人朱中华李庆伟钟山(74)专利代理机构常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙)32231代理人顾翰林(51)Int.Cl.G01N15/00(2006.01)G01N15/10(2006.01)G01N21/01(2006.01)G02B6/32(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种基于集成光学芯片的多波长激光光束光幕实现方法(57)摘要本发明涉及一种阵列式同轴高灵敏度激光相干微粒矢量捕捉装置的应用，具体为一种基于集成光学芯片的光学多波长激光光束光幕实现方法，包括如下步骤：步骤一：光纤式激光发射器和接受器单元选型，每个单元配置N个波长；步骤二：利用一个整体光纤阵列模块连接M个二维光纤式激光发射器和接受器；步骤三：整体光纤阵列模块通过可调整的单一光学透镜组单元形成光学口径可控，从而在目标截面形成可调整的密集光幕；由多波长发射接受器为基本单元,通过色散器件将光路错开，形成密集光幕，消除了探测盲区；由相干式发射接受器为基本单元,当探测器形成密集光幕后，不同通道信号互相混叠，相干式发射接受器从原理上解决了探测通道间信号的串扰问题。CN112113884ACN112113884A权利要求书1/1页1.一种基于集成光学芯片的多波长激光光束光幕实现方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：光纤式激光发射器和接受器单元选型，每个单元配置N个波长；步骤二：利用一个整体光纤阵列模块连接二维M通道光纤式激光发射器和接受器；步骤三：整体光纤阵列模块通过可调整的单一光学透镜组单元形成光学口径可控，从而在目标截面形成可调整的密集光幕。2.根据权利要求1所述的基于集成光学芯片的多波长激光光束光幕实现方法，其特征在于：所述步骤一中N≥8。3.根据权利要求1所述的基于集成光学芯片的多波长激光光束光幕实现方法，其特征在于：所述步骤二中M≥24。4.根据权利要求1所述的基于集成光学芯片的多波长激光光束光幕实现方法，其特征在于：所述光纤式激光发射器和接受器为多波长相干光发射接受器。5.根据权利要求1所述的基于集成光学芯片的多波长激光光束光幕实现方法，其特征在于：所述步骤三中还包括色差处理单元，所述整体光纤阵列模块通过色差处理单元后进入单一光学透镜组单元。6.根据权利要求2所述的基于集成光学芯片的多波长激光光束光幕实现方法，其特征在于：所述多波长相干光发射接受器包含多路单色激光器组成的光源，光源可以是多路单色激光经过复用合光形成，也可以是量子点激光器产生的梳状光源，各波长按设计规定的间距排列。7.根据权利要求6所述的基于集成光学芯片的多波长激光光束光幕实现方法，其特征在于：每个光源有独立的分光装置，部分能量反馈回接受端作为本征相干放大光源，另一路光信号经过合波后输出到反射端。8.根据权利要求6所述的基于集成光学芯片的多波长激光光束光幕实现方法，其特征在于：所述二维M通道可以为8x6型通道布置或12x4型通道布置。2CN112113884A说明书1/3页一种基于集成光学芯片的多波长激光光束光幕实现方法技术领域[0001]本发明涉及一种阵列式同轴高灵敏度激光相干微粒矢量捕捉装置的应用，具体为一种基于集成光学芯片的多波长激光光束光幕实现方法。背景技术[0002]目前基于光阻法的颗粒计数器广泛用于检测空间或液体中固体颗粒的大小，数量及速度等信息。在探测噪声恒定的前提下，光阻法探测精度主要受限于激光光学孔径在检测区域的大小和颗粒大小的比值。由于高斯光束激光在空间行进中是发散的，所以原理上限制了光阻法在中远距离上的高精密检测。因此，光阻法多用于近距的液体检测，在远距则多基于Mie散射原理的散射法进行测量，但Mie散射法需要在目标区域后方半球区域布置大量接受器，限制了适用场合，实际使用中也无法支持大尺度空间中远距离测量，比如>10cm距离的微粒探测。光阻法本质上只能进行单点检测，但实际情况需要在一定通过范围内测量微粒通过信息，这样需要形成光幕，即需要多对光发射器及接受器排成阵列。[0003]目前基于光阻法的检测装置仅能提供微粒通过和不通过判断，即计数统计功能，不能提供微粒经过时的具体矢量信息和速度信息，也不能区分一族微粒经过时的单个微粒的运行轨迹。要提供上述功能，需要大大提高探测器通道数量及布置密度，捕捉微粒通过时的时间和位置信息，同时在大大提高面阵列通道数量的前提下保证单个通道的信噪比和灵敏度。[0004]但目前基于阵列原理的光幕装置，进一步提高