1 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
2 天津大学光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
从实验上研究了干涉粒子成像技术（IPI）的最大可测粒子尺寸。分析了同一视场中不同物面导致的物距变化对IPI最大可测粒径的影响。搭建了单光束照射的IPI实验系统，对粒子直径为51 μm和110 μm的聚苯乙烯混合粒子场进行测量，分析了同一视场内不同采集区域的最大可测粒径。实验结果表明，IPI技术最大可测粒径受实验系统物距影响，对于一固定参数的实验系统，同一视场内不同采集区域的最大可测粒径不同。
散射 干涉粒子成像 离焦条纹图 粒子尺寸测量 最大可测粒径 激光与光电子学进展
2023, 60(6): 0629001
1 中国科学院 空间科学与应用研究中心
2 微波遥感技术重点实验室，北京 100190
依据冰云参数的多极化多散射大气亚毫米波辐射传输模型，分析了100 GHz~1 000 GHz频段内大气卷云吸收的特性，通过通道频率和带宽的不同设置，确定亚毫米波冰云成像探测仪包含15 个通道，频率覆盖范围为118 GHz~900 GHz，建立其与遥感器通道灵敏度、定标精确度、不同地理位置和海拔高度上对流层卷云中冰水总量、冰晶粒子尺寸、形状、方向性等反演参数的约束模型，为设计和研制用于测量冰云参数的星载亚毫米波成像仪提供理论分析和仿真验证。
冰云 亚毫米波 辐射传输 风云三号卫星微波湿温探测仪 粒子尺寸 ice-cloud sub-millimeter radiative transfer FengYun-3C Microwave Humidity and Temperature Soun particle size 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(2): 180
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 冲击波物理与爆轰物理重点实验室, 四川 绵阳 621900
材料在超高应变率下发生的动态拉伸破碎是冲击波物理领域的一个重要内容，受诊断技术限制，粒子尺寸直接测量的数据非常有限。基于脉冲激光同轴全息技术，建立了一套材料超高应变率破坏状态和破碎粒子诊断的高精度联合测量系统，利用该系统，成功开展了107～108/s超高应变率范围内铝的动态破碎粒子在位测量，获得了粒子尺寸分布数据。
动态破碎 粒子尺寸 应变率 全息 dynamic fragmentation particle size strain rate holography 强激光与粒子束
2016, 28(8): 28084003
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
设计一种两光束相向照射，在散射角θ=90°方向记录的干涉粒子成像测量实验系统，利用模版匹配相关方法提取粒子两点像的位置坐标，根据粒子像位置坐标，粒子掩模图的形状和大小提取出单个粒子两点像。再对每个粒子两点像进行自相关、Gaussian 插值提取两点像之间距离，进而计算得到粒子尺寸大小，其测量精度可达到亚像素精度。对标称值为45 μm 的标准粒子进行了测量，粒径测量值为(46.54 ± 0.50) μm，相对误差3.42%。实验结果表明了该方法的可行性。
测量 干涉粒子成像 双光束照明 聚焦像 粒子尺寸测量 中国激光
2015, 42(12): 1208006
天津大学精密仪器与光电子工程学院, 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
基于干涉粒子成像(IPI)测量公式，分析了影响IPI系统中最大和最小可测粒子尺寸以及粒径测量精度的因素。对一给定的CCD、成像透镜、入射光波波长、光束宽度，分析了物距和离焦距离对粒子干涉条纹图大小的影响，进而分析了对粒径测量精度和可测范围的影响。得出了在满足测量范围要求的条件下，尽量采用相对较大的收集角，干涉条纹图尺寸越大，粒径测量误差越小，但必须考虑条纹图重叠，且对条纹间距进行插值得到亚像素精度，给出了对标准粒子测量实验光路系统设计实例和测量结果。
测量 干涉粒子成像 精度 粒子尺寸测量 可测粒径范围
1 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100039
采用热溶剂法制备了NaYF4∶Tb3+,Er3+六角相纳米粒子, 分析了合成条件对六角相粒子形成的影响。较高的反应温度有利于六角相NaYF4晶体的形成。实验结果表明: 六角相是热力学更稳定和更有序的结构, 从立方相到六角相的转变是从无序到有序结构的转变。随着尺寸的减小, 纳米粒子的下转换效率明显降低。为进一步比较, 制备了NaYF4∶Tb3+,Er3+核壳结构的纳米粒子。包覆后的纳米粒子的下转换效率明显提高, 其原因是包覆减少了表面缺陷进而降低了表面激发能量的猝灭。
六角相 纳米粒子尺寸 核壳结构 转换效率 hexagonal phase nanoparticle size core/shell structure conversion efficiency
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术科学教育部重点实验室， 天津 300072
研究了一种基于激光干涉粒子成像(IPI)技术的粒子尺寸测量方法。该方法是利用粒子散射光在成像系统离焦像面上所形成的干涉条纹图，采用小波变换和模板匹配提取条纹图像中心，利用傅里叶变换和修正Rife方法提取干涉条纹间距/条纹数，进而计算得到粒子尺寸大小，其测量精度可达到亚像素精度。对51.1 μm的标准粒子进行了测量，粒径测量值为(49.79±0.41) μm，绝对误差1.31 μm，并应用于乙醇雾场粒子测量，给出了沿x方向和y方向不同测量点处的瞬时雾场粒子的粒径分布、平均粒径以及索太尔平均直径(SMD)。
测量 干涉粒子成像 粒子尺寸测量 粒度分布 喷雾场
天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术科学教育部重点实验室，天津 300072
利用连续波激光器和高速CCD，采用数字同轴全息系统，记录了乙醇喷雾粒子场全息图.对粒子场再现像进行聚焦像合成，自适应滤波、二值化、Roberts边缘提取，Hough变换和亚像素精度计算，得到粒子的直径和位置信息.利用两次曝光记录的两个序列全息图得到粒子位移，进而求得粒子的运动速度，给出了实验结果.研究结果表明，该实验系统可用于内燃机喷雾场测量，且具有光路系统简单、成本低等特点.
数字全息 喷雾场 粒子尺寸测量 速度测量 Digital holography Spray Particles sizing Velocity measurement
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术科学教育部重点实验室,天津 300072
提出一种记录动态喷雾粒子场的数字全息实验系统。该系统采用数字同轴全息记录系统,利用连续波(CW)激光器和高速电荷耦合器件(CCD)数字记录动态喷雾粒子场的全息图,通过数字再现得到不同时刻粒子场再现像。对粒子场再现像进行自适应滤波,聚焦像合成,二值化,Roberts边缘提取,Hough变换和亚像素精度计算,得到粒子的直径和位置信息,给出了在不同喷油脉宽和不同测量点所记录的柴油雾场的数字全息图,以及在喷油脉宽8 ms时,三维(3D)粒子场空间分布、质量分数分布和沿x,y方向的索太尔平均直径(SMD)分布曲线。
数字全息 粒子尺寸测量 粒度分布 图像处理 喷雾场
天津大学精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
提出一种基于霍夫(Hough)变换的数字全息粒子尺寸测量方法。该方法是先对粒子场全息图的数字再现像进行聚焦像合成、图像边缘提取处理后，再通过Hough变换圆检测得到粒子尺寸大小和位置信息，实现粒子信息的测量。分别对2D粒子场和3D粒子场进行了计算机模拟，并以直径为90 μm标准粒子为研究对象进行了实验研究，测量绝对误差为6 μm。研究结果证明了该方法的可行性。
数字全息 粒子尺寸测量 Hough变换 图像处理
