本發明公開了一種將紅外全息用于粒子場測量的裝置，屬于紅外全息應用領域。所述裝置包括：紅外激光器、紅外全反鏡Ⅰ、紅外分束鏡Ⅰ、紅外分束鏡Ⅱ、紅外全反鏡Ⅱ、紅外分束鏡Ⅲ、紅外分束鏡Ⅳ、紅外全反鏡Ⅲ、紅外分束鏡Ⅴ、紅外CCDⅠ、紅外CCDⅡ、紅外擴束鏡Ⅰ、紅外準直鏡Ⅰ、紅外擴束鏡Ⅱ、紅外準直鏡Ⅱ、紅外擴束鏡Ⅲ、紅外準直鏡Ⅲ、紅外擴束鏡Ⅳ、紅外準直鏡Ⅳ、鍺平晶Ⅰ等，本發明所述裝置用于粒子場的測量，在不干擾物場條件下，可以記錄到粒子場的三維全場分布，從而得到粒子的尺寸、形狀、位置、速度和加速度等信息，提高了對于粒子場檢測的成像質量和檢測結果。

技術領域

本發明公開了一種將紅外全息用于粒子場測量的裝置，屬于紅外全息應用領域。

背景技術

在燃料燃燒、煤煙測量、兩相流、液滴破碎、環境污染等領域的研究中，常采用激光全息技術進行粒子場的測量，其優點是不干擾物場，能記錄到粒子場的三維全場分布，從而得到粒子的尺寸、形狀、速度和加速度等信息。但是在這些工程研究領域，液滴及固體顆粒的密度大、尺寸小，給實驗測量技術帶來一定的難度，如高密度影響光的透過率、小尺寸粒子難以分辨。在以往粒子場的研究中，因受限于全息圖的記錄介質，通常采用可見光波段的激光進行同軸全息測量，使得全息圖記錄的分辨率比較低，影響粒子場測量精度和結果。隨著電荷耦合器件(CCD)紅外探測器以及紅外光敏聚合物的發展，可考慮采用不同波長的激光進行全息的實驗測量，以提高物場測量的精度，進一步發展全息技術，并拓展其應用領域。

《測量離子場的紅外激光同軸全息技術》中公開了一種測量粒子場的紅外激光同軸全息技術，用仿真實驗和采用GEM膜作為粒子場兩種方式，對比驗證了紅外全息用于檢測粒子場中粒子級別大小的微粒時相對于可見光全息用于粒子場檢測的優勢。但是其只是停留在理論研究階段，而實際的粒子場存在于三維空間，大量的粒子與粒子之間相互遮擋、重疊，也就是說如果按其文獻中所述的實驗方法去檢測真實的粒子場，只能得到粒子場某一前截面的粒子場信息，而無法獲取被前截面遮蔽的其他粒子的真實信息，粒子場中大部分粒子的信息是獲取不到的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種將紅外全息用于粒子場測量的裝置，不僅發揮了紅外全息用于小粒徑、高密度粒子場的診斷將具有更高的材料精度的優點，并且通過粒子場兩個維度的信息獲取與分析計算，從而可以獲取整個粒子場中所有粒子的信息。

本發明所述將紅外全息用于粒子場測量的裝置，包括包括紅外激光器1、紅外全反鏡Ⅰ2、紅外分束鏡Ⅰ3、紅外分束鏡Ⅱ4、紅外全反鏡Ⅱ5、紅外分束鏡Ⅲ6、紅外分束鏡Ⅳ7、紅外全反鏡Ⅲ8、紅外分束鏡Ⅴ9、紅外CCDⅠ10、紅外CCDⅡ11、紅外擴束鏡Ⅰ12、紅外準直鏡Ⅰ13、紅外擴束鏡Ⅱ14、紅外準直鏡Ⅱ15、紅外擴束鏡Ⅲ16、紅外準直鏡Ⅲ17、紅外擴束鏡Ⅳ18、紅外準直鏡Ⅳ19、鍺平晶Ⅰ20、鍺平晶Ⅱ21、計算機22、內層外殼23、外層外殼24、待測粒子場25、數據線Ⅰ26、數據線Ⅱ27，紅外激光器1發射出紅外激光束通過紅外全反鏡Ⅰ2反射至紅外分束鏡Ⅰ3，紅外分束鏡Ⅰ3將紅外激光束分為兩束相互垂直的光，經紅外分束鏡Ⅰ3分束后的其中一束紅外激光束通過紅外分束鏡Ⅱ4后再分為兩束相互垂直的光，經紅外分束鏡Ⅱ4分束后的其中一束紅外激光束經紅外擴束鏡Ⅰ12擴束后再經紅外準直鏡Ⅰ13準直成為紅外平行光后穿透過待測粒子場25，再經過鍺平晶Ⅱ21濾去可見光，最后照射在紅外分束鏡Ⅴ9上，此束紅外激光束被稱為第二束紅外物光束；經紅外分束鏡Ⅱ4分束后的另外一束紅外激光束經紅外全反鏡Ⅱ5反射到紅外擴束鏡Ⅱ14，經紅外擴束鏡Ⅱ14擴束后再經紅外準直透鏡Ⅱ15準直成為紅外平行光，最后照射在紅外分束鏡Ⅲ6上，此束紅外激光束被稱為第一束紅外參考光束；