一种多普勒光学相干层析的绝对流速测量装置与方法.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CN109008982A(43)申请公布日2018.12.18(21)申请号201810901466.7(22)申请日2018.08.09(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人马博妍(74)专利代理机构北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)11350代理人汤东凤(51)Int.Cl.A61B5/00(2006.01)A61B5/026(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种多普勒光学相干层析的绝对流速测量装置与方法(57)摘要本发明公开了一种多普勒光学相干层析的绝对流速测量装置。该装置包括：短相干光源、环形器、光耦合器、参考臂系统、样品臂系统、光谱仪以及计算机；短相干光源用于发出短相干激光；环形器设置在短相干光源的出射光路上，光耦合器设置在环形器的出射光路上，光耦合器用于将环形器传输的短相干激光分成两束；参考臂系统用于对第一激光进行反射得到参考反射光；样品臂系统用于第二激光进行反射得到样品反射光；参考光反射光和样品反射光进入光谱仪；所述光谱仪用于检测参考反射光与样品反射光的干涉光谱；样品臂系统还用于测量被测样品的多普勒角，计算机根据干涉光谱以及多普勒角计算绝对流速。本装置能够快速、准确的计算绝对流速。CN109008982ACN109008982A权利要求书1/2页1.一种多普勒光学相干层析的绝对流速测量装置，其特征在于，所述装置包括：短相干光源、环形器、光耦合器、参考臂系统、样品臂系统、光谱仪以及计算机；所述短相干光源用于发出短相干激光；所述环形器设置在所述短相干光源的出射光路上，所述光耦合器设置在所述环形器的出射光路上，所述光耦合器用于将所述环形器传输的所述短相干激光分成两束，分别为第一激光以及第二激光；所述参考臂系统用于对所述第一激光进行反射，得到参考反射光；所述样品臂系统用于所述第二激光进行反射，得到样品反射光；所述参考光反射光和所述样品反射光通过所述光耦合器耦合后通过所述环形器进入所述光谱仪；所述光谱仪用于检测参考反射光与样品反射光的干涉光谱，并将所述干涉光谱传输至所述计算机；所述样品臂系统还用于测量被测样品的多普勒角；所述计算机根据所述干涉光谱以及所述多普勒角计算绝对流速。2.根据权利要求1所述的绝对流速测量装置，其特征在于，所述光谱仪包括：透镜，用于对所述耦合后的光进行准直；光栅，设置在所述透镜的透射光路上，用于将透射后的光按照波长展开得到干涉光谱；聚焦透镜，设置在所述光栅的出射光路上，用于对所述干涉光谱进行聚焦，聚焦后的干涉光谱入射至CCD相机；所述CCD相机与所述计算机连接，用于记录所述干涉光谱并传输到所述计算机。3.根据权利要求1所述的绝对流速测量装置，其特征在于，所述样品臂系统包括：分度盘、X轴平移台、Z轴平移台、光学平板以及样品臂；所述光学平板用于放置被测样品；所述样品臂、所述X轴平移台以及Z轴平移台设置在所述光学平板上，通过调节所述样品臂、所述X轴平移台以及Z轴平移台的位置，使第二激光照射到所述被测样品上；所述分度盘与所述X轴平移台连接，所述分度盘用于测量所述被测样品的多普勒角。4.根据权利要求1所述的绝对流速测量装置，其特征在于，所述分度盘包括：游标环、转轮、主轴以及尾座；所述转轮设置在所述尾座上，所述游标环与所述转轮连接，所述游标环通过所述主轴与所述X轴平移台连接；通过转动所述转轮来调整所述第二激光照射所述被测量样品的入射方向；所述游标环用于根据所述转轮转动的角度测量所述多普勒角。5.一种根据权利要求1-4任意一项所述的多普勒光学相干层析的绝对流速测量装置的绝对流速测量方法，其特征在于，所述绝对流速测量方法包括：获取短相干激光；根据所述短相干激光获取参考反射光、样品反射光；测量被测样品的多普勒角；根据所述参考反射光以及所述样品反射光得到干涉光谱；根据所述干涉光谱以及所述多普勒角计算所述绝对流速。6.根据权利要求5所述的绝对流速的测量方法，其特征在于，所述根据所述短相干激光获取被测样品的多普勒角，具体包括：调整样品臂系统，使短相干激光与所述被测样品内的粒子速度方向垂直，则短相干激光与所述被测样品内的粒子速度方向的夹角为90度；转动分度盘并测量所述分度盘的转动角度；根据所述夹角以及所述转动角度计算多普勒角。7.根据权利要求5所述的绝对流速的测量方法，其特征在于，所述根据所述干涉光谱以2CN109008982A权利要求书2/2页及所述多普勒角计算所述绝对流速，具体包括：对所述干涉光谱进行傅里叶变换，得到变换结果；根据所述变换结果以及所述多普勒角计算所述绝对流速。3CN109008982A说明书1/5页一种多普勒光学相干层析的绝对流速测量装置与方法技术领域