本實(shí)用新型涉及輻射測溫裝置領(lǐng)域，具體而言，涉及一種分光耦合裝置。

背景技術(shù)：

在爆炸沖擊波物理、激光加載、瞬態(tài)熱輻射、超高溫探測等領(lǐng)域，目標(biāo)的瞬態(tài)溫度的測量尤為重要。瞬態(tài)溫度是指很短一段時(shí)間內(nèi)目標(biāo)的溫度，例如在爆炸中，爆炸時(shí)刻或是爆炸后很短的一段時(shí)間內(nèi)，爆炸區(qū)的溫度就叫瞬態(tài)溫度。輻射測溫法作為一種非接觸測溫方法，被廣泛地應(yīng)用于如爆炸等特殊環(huán)境下目標(biāo)的瞬態(tài)溫度的測量。輻射測溫法是以普朗克黑體輻射定律為理論基礎(chǔ)，通過測量目標(biāo)的輻射通量來測定目標(biāo)的瞬態(tài)溫度?，F(xiàn)有的輻射測溫法是通過會(huì)聚透鏡將目標(biāo)的輻射光會(huì)聚到分光儀，通過分光儀得到輻射光的一定波段范圍內(nèi)的光譜數(shù)據(jù)，再根據(jù)該光譜數(shù)據(jù)得到目標(biāo)的瞬態(tài)溫度值。這種方法僅通過一路光的光譜數(shù)據(jù)獲得目標(biāo)的瞬態(tài)溫度值，精度難以保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種分光耦合裝置，用于對目標(biāo)進(jìn)行瞬態(tài)輻射測溫，以改善上述問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種分光耦合裝置，所述分光耦合裝置包括第一分光鏡、第一全反射鏡、第一光調(diào)節(jié)器、第二光調(diào)節(jié)器以及光電探測器。目標(biāo)發(fā)出的輻射光入射到所述第一分光鏡。一部分所述輻射光經(jīng)所述第一分光鏡反射到所述第一光調(diào)節(jié)器，經(jīng)所述第一光調(diào)節(jié)器處理為第一預(yù)設(shè)波長范圍的光束并會(huì)聚到所述光電探測器。另一部分所述輻射光透過所述第一分光鏡入射到所述第一全反射鏡，經(jīng)所述第一全反射鏡反射后入射到所述第二光調(diào)節(jié)器，經(jīng)所述第二光調(diào)節(jié)器處理為第二預(yù)設(shè)波長范圍的光束并會(huì)聚到所述光電探測器。

結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第一種可能實(shí)施方式，其中，所述分光耦合裝置還包括像增強(qiáng)器，所述像增強(qiáng)器設(shè)置在所述第一光調(diào)節(jié)器與所述光電探測器之間及所述第二光調(diào)節(jié)器與所述光電探測器之間的光傳播路徑中。

結(jié)合第一方面的第一種可能實(shí)施方式，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第二種可能實(shí)施方式，其中，所述分光耦合裝置還包括第二分光鏡、第二全反射鏡、第三光調(diào)節(jié)器。經(jīng)所述第一分光鏡反射后的所述輻射光入射到所述第二分光鏡，一部分所述輻射光透過所述第二分光鏡入射到所述第一光調(diào)節(jié)器，另一部分所述輻射光經(jīng)所述第二分光鏡反射后由所述第三光調(diào)節(jié)器處理為第三預(yù)設(shè)波長范圍的光束并會(huì)聚到所述像增強(qiáng)器。

結(jié)合第一方面的第二種可能實(shí)施方式，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第三種可能實(shí)施方式，其中，所述第一預(yù)設(shè)波長范圍、所述第二預(yù)設(shè)波長范圍和所述第三預(yù)設(shè)波長范圍不盡相同。

結(jié)合第一方面的第二種可能實(shí)施方式，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第四種可能實(shí)施方式，其中，所述分光耦合裝置還包括第三分光鏡、第三全反射鏡、第四光調(diào)節(jié)器。入射到所述第一全反射 鏡的所述輻射光經(jīng)所述第一全反射鏡反射后入射到所述第三分光鏡，一部分入射到所述第三分光鏡的所述輻射光透過所述第三分光鏡入射到所述第二光調(diào)節(jié)器，另一部分入射到所述第三分光鏡的所述輻射光經(jīng)所述第三分光鏡反射后由所述第四光調(diào)節(jié)器處理為第四預(yù)設(shè)波長范圍的光束并會(huì)聚到所述像增強(qiáng)器。

結(jié)合第一方面的第四種可能實(shí)施方式，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第五種可能實(shí)施方式，其中，所述第一預(yù)設(shè)波長范圍、所述第二預(yù)設(shè)波長范圍、所述第三預(yù)設(shè)波長范圍和所述第四預(yù)設(shè)波長范圍不盡相同。

結(jié)合第一方面的第一種可能實(shí)施方式，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第六種可能實(shí)施方式，其中，所述分光耦合裝置還包括第二分光鏡、第二全反射鏡、第三光調(diào)節(jié)器。入射到所述第一全反射鏡的所述輻射光經(jīng)所述第一全反射鏡反射后入射到所述第二分光鏡。一部分入射到所述第二分光鏡的所述輻射光透過所述第二分光鏡入射到所述第一光調(diào)節(jié)器。另一部分入射到所述第二分光鏡的所述輻射光經(jīng)所述第二分光鏡反射后由所述第三光調(diào)節(jié)器處理為第三預(yù)設(shè)波長范圍的光束并會(huì)聚到所述像增強(qiáng)器。

結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能實(shí)施方式，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第七種可能實(shí)施方式，其中，所述第一預(yù)設(shè)波長范圍與所述第二預(yù)設(shè)波長范圍不盡相同。

結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第八種可能實(shí)施方式，其中，所述光電探測器包括多個(gè)子探測器，且所述多個(gè)子探測器的工作波段不盡相同。

結(jié)合第一方面的第八種可能實(shí)施方式，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第九種可能實(shí)施方式，其中，所述光電探測器為電荷耦合器件探測器陣列。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的分光耦合裝置，利用了第一分光鏡及第一全反射鏡將目標(biāo)發(fā)出的輻射光分為兩路，并通過第一光調(diào)節(jié)器及第二光調(diào)節(jié)器分別對兩路輻射光進(jìn)行濾波及會(huì)聚處理，使得光電探測器分別探測到第一預(yù)設(shè)波長范圍和第二預(yù)設(shè)波長范圍的輻射光。根據(jù)光電探測器采集到的第一預(yù)設(shè)波長范圍和第二預(yù)設(shè)波長范圍的輻射光可以分別獲得兩組光譜數(shù)據(jù)，從而得到兩個(gè)溫度值。對比所獲得的兩個(gè)溫度值選取最佳值作為測量結(jié)果。例如，可以通過比較兩個(gè)溫度值的重復(fù)性，選取重復(fù)性較好的結(jié)果作為測量結(jié)果。因此，相比于現(xiàn)有的目標(biāo)瞬態(tài)溫度測量技術(shù)，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的分光耦合裝置應(yīng)用于對目標(biāo)進(jìn)行瞬態(tài)輻射測溫時(shí)，能夠有效地提高所測得的目標(biāo)瞬態(tài)溫度的準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的分光耦合裝置還可以將目標(biāo)發(fā)出的輻射光分為三路或四路，從而進(jìn)一步提高所測得的目標(biāo)瞬態(tài)溫度的準(zhǔn)確性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。通過附圖所示，本實(shí)用新型的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本實(shí)用新型的主旨。

圖1示出了本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的一種分光耦合裝置的 結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的一種分光耦合裝置的第一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的一種分光耦合裝置的第二種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4示出了本實(shí)用新型第三實(shí)施例提供的一種分光耦合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，附圖標(biāo)記分別為：

分光耦合裝置100；目標(biāo)101；第一分光鏡102；第一全反射鏡103；第一濾光器104；第二濾光器105；第一耦合透鏡106；第二耦合透鏡107；像增強(qiáng)器108；光電探測器109；第二分光鏡111；第二全反射鏡112；第三濾光器113；第三耦合透鏡114；第三分光鏡121；第三全反射鏡122；第四濾光器123；第四耦合透鏡124。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實(shí)用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“耦合”應(yīng)做廣義理解，例如，“耦合”可以是直接光耦合，也可以通過中間媒介間接光耦合。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

第一實(shí)施例

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種分光耦合裝置100，用于對目標(biāo)101進(jìn)行瞬態(tài)輻射測溫。所述分光耦合裝置100包括第一分光鏡102、第一全反射鏡103、第一光調(diào)節(jié)器、第二光調(diào)節(jié)器以及光電探測器109。其中，第一光調(diào)節(jié)器包括第一濾光器104和第一耦合透鏡106，第二光調(diào)節(jié)器包括第二濾光器105和第二耦合透鏡107。

目標(biāo)101在爆炸或激光加載等過程中將產(chǎn)生熱輻射，通過測量目標(biāo)101的輻射通量，即可以通過普朗克黑體輻射定律獲得目標(biāo)101的瞬態(tài)溫度值。

具體的，目標(biāo)101發(fā)出的輻射光入射到第一分光鏡102，一部分所述輻射光經(jīng)第一分光鏡102反射到第一光調(diào)節(jié)器，另一部分所述輻射光透過第一分光鏡102入射到所述第一全反射鏡103。入射到第一光調(diào)節(jié)器的輻射光，經(jīng)第一濾光器104處理為第一預(yù)設(shè)波長范圍的光束后，由第一耦合透鏡106會(huì)聚到光電探測器109。入射到第一全反射鏡103的所述輻射光經(jīng)第一全反射鏡103反射到第二光調(diào)節(jié)器。入射到第二光調(diào)節(jié)器的輻射光，經(jīng)第二濾光器105處理為第二預(yù)設(shè)波長 范圍的光束后，由第二耦合透鏡107會(huì)聚到光電探測器109。

其中，第一預(yù)設(shè)波長范圍由第一濾光器104的工作波段決定，第二預(yù)設(shè)波長范圍由第二濾光器105的工作波段決定。第一預(yù)設(shè)波長范圍與第二預(yù)設(shè)波長范圍不盡相同。第一濾光器104和第二濾光器105可以為濾光片，也可以為氣體或溶液制成的濾光器。優(yōu)選的，本實(shí)施例中，第一濾光器104和第二濾光器105均為帶通濾光片，第一濾光器104的工作波段和第二濾光器105的工作波段不同。例如，當(dāng)目標(biāo)101發(fā)出的輻射光的波段范圍是可見-紅外波段范圍內(nèi)時(shí)，第一濾光器104的工作波段和第二濾光器105的工作波段均在可見-紅外波段范圍內(nèi)，其中，第一濾光器104的工作波段和第二濾光器105的工作波段可以有重疊。

本實(shí)施例中，第一分光鏡102用于將目標(biāo)發(fā)出的輻射光分為兩束光。透過第一分光鏡102的輻射光與由第一分光鏡102反射的輻射光的能量比由具體使用的第一分光鏡102的透過率與反射率之比決定。例如，第一分光鏡102可以為高阻硅片、半透半反鏡等。優(yōu)選的，透過第一分光鏡102的輻射光與由第一分光鏡102反射的輻射光的能量相等，即第一分光鏡102的透過率與反射率之比優(yōu)選為1:1。

第一耦合透鏡106和第二耦合透鏡107均為具有會(huì)聚功能的透鏡。第一耦合透鏡106和第二耦合透鏡107可以為球面透鏡，也可以為非球面透鏡。例如，第一耦合透鏡106和第二耦合透鏡107可以為凸透鏡或具有消色差功能的透鏡組。

本實(shí)施例中，光電探測器109包括多個(gè)子探測器，且所述多個(gè)子探測器的工作波段不盡相同。一個(gè)子探測器與一個(gè)光調(diào)節(jié)器相對應(yīng)，且子探測器的工作波段與其對應(yīng)的光調(diào)節(jié)器中的濾光器的工作波段相匹配。優(yōu)選的，光電探測器109為電荷耦合器件(Charge-coupled Device，CCD)探測器陣列。當(dāng)然，也可以采用其它光電探測器。CCD 探測器陣列按工作波段可分為：可見光CCD探測器陣列、紅外CCD探測器陣列和紫外CCD探測器陣列。因此，當(dāng)目標(biāo)101發(fā)出的輻射光的波段范圍是可見-紅外波段范圍內(nèi)時(shí)，本實(shí)施例采用的CCD探測器陣列包括可見光CCD探測器陣列和紅外CCD探測器陣列。例如，可見光CCD探測器陣列的工作波段可以為400～1000nm，紅外CCD探測器陣列的工作波段可以為700～1000nm、1000～3000nm等。

進(jìn)一步地，為了提高光電探測器109采集到的輻射通量，以便于目標(biāo)101的瞬態(tài)溫度的獲取，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的分光耦合裝置100還包括像增強(qiáng)器108。像增強(qiáng)器108用于將第一耦合透鏡106輸出的第一預(yù)設(shè)波長范圍的輻射光和第二耦合透鏡107輸出的第二預(yù)設(shè)波長范圍的輻射光放大。

具體的，像增強(qiáng)器108設(shè)置在所述第一光調(diào)節(jié)器與所述光電探測器109之間以及第二光調(diào)節(jié)器與所述光電探測器109之間的光傳播路徑中。此時(shí)，入射到第一光調(diào)節(jié)器的所述輻射光，經(jīng)第一濾光器104處理為第一預(yù)設(shè)波長范圍的光束后由第一耦合透鏡106會(huì)聚到像增強(qiáng)器108，經(jīng)像增強(qiáng)器108放大后入射到光電探測器109。同理，入射到第二光調(diào)節(jié)器的所述輻射光，經(jīng)第二濾光器105處理為第二預(yù)設(shè)波長范圍的光束后由第二耦合透鏡107會(huì)聚到像增強(qiáng)器108，經(jīng)像增強(qiáng)器108放大后入射到光電探測器109。

本實(shí)施例通過第一分光鏡102將目標(biāo)101發(fā)出的輻射光分為兩路光束。光電探測器109分別探測到第一預(yù)設(shè)波長范圍和第二預(yù)設(shè)波長范圍的輻射光。從而可以根據(jù)光電探測器109采集到的第一預(yù)設(shè)波長范圍和第二預(yù)設(shè)波長范圍的輻射光分別獲得兩組光譜數(shù)據(jù)，從而得到兩個(gè)溫度值。對比所獲得的兩個(gè)溫度值選取最佳值作為測量結(jié)果。例如，可以通過比較兩個(gè)溫度值的重復(fù)性，選取重復(fù)性較好的結(jié)果作為測量結(jié)果。因此，相比于現(xiàn)有的目標(biāo)101瞬態(tài)溫度測量技術(shù)，本實(shí)用 新型實(shí)施例提供的分光耦合裝置100應(yīng)用于對目標(biāo)101進(jìn)行瞬態(tài)輻射測溫時(shí)，能夠有效地提高所測得的目標(biāo)101瞬態(tài)溫度的準(zhǔn)確性。

第二實(shí)施例

如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種分光耦合裝置100，用于對目標(biāo)101進(jìn)行瞬態(tài)輻射測溫。所述分光耦合裝置100除了包括第一分光鏡102、第一全反射鏡103、第一光調(diào)節(jié)器、第二光調(diào)節(jié)器、像增強(qiáng)器108及光電探測器109之外，還包括第二分光鏡111、第二全反射鏡112及第三光調(diào)節(jié)器。其中，第一光調(diào)節(jié)器包括第一濾光器104及第一耦合透鏡106；第二光調(diào)節(jié)器包括第二濾光器105及第二耦合透鏡107；第三光調(diào)節(jié)器包括第三濾光器113和第三耦合透鏡114。

本實(shí)施例中，第一分光鏡102用于將目標(biāo)發(fā)出的輻射光分為兩束光，而第二分光鏡111用于將第一分光鏡102反射的輻射光分為兩束光。透過分光鏡的輻射光與由分光鏡反射的輻射光的能量比由具體使用的分光鏡的透過率與反射率之比決定。例如，第一分光鏡102和第二分光鏡111均可以為高阻硅片、半透半反鏡等。優(yōu)選的，由第一分光鏡102反射的輻射光的能量為透過第一分光鏡102的輻射光的能量的兩倍，即第一分光鏡102的透過率與反射率之比優(yōu)選為1:2；而透過第二分光鏡111的輻射光的能量與第二分光鏡111反射的輻射光的能量相等，即第二分光鏡111的透過率與反射率之比優(yōu)選為1:1。

第一濾光器104、第二濾光器105及第三濾光器113均可以為濾光片，也可以為氣體或溶液制成的濾光器。優(yōu)選的，本實(shí)施例中，第一濾光器104、第二濾光器105及第三濾光器113均為帶通濾光片，且第一濾光器104、第二濾光器105和第三濾光器113的工作波段不盡相同。例如，當(dāng)目標(biāo)101發(fā)出的輻射光的波段范圍是可見-紅外波段范圍內(nèi)時(shí)，第一濾光器104的工作波長、第二濾光器105的工作波 段及第三濾光器113的工作波段均在可見-紅外波段范圍內(nèi)，其中，第一濾光器104的工作波段、第二濾光器105的工作波段及第三濾光器113的工作波段可以有重疊。

第一耦合透鏡106、第二耦合透鏡107和第三耦合透鏡114均為具有會(huì)聚功能的透鏡，可以為球面透鏡，也可以為非球面透鏡。例如，第一耦合透鏡106、第二耦合透鏡107和第三耦合透鏡114可以為凸透鏡或具有消色差功能的透鏡組。

本實(shí)施例中，光電探測器109包括多個(gè)子探測器，且所述多個(gè)子探測器的工作波段不盡相同。一個(gè)子探測器與一個(gè)光調(diào)節(jié)器相對應(yīng)，且子探測器的工作波長與其對應(yīng)的光調(diào)節(jié)器中的濾光器的工作波長相匹配。優(yōu)選的，光電探測器109為電荷耦合器件(Charge-coupled Device，CCD)探測器陣列。當(dāng)然，也可以采用其它光電探測器。CCD探測器陣列按工作波段可分為：可見光CCD探測器陣列、紅外CCD探測器陣列和紫外CCD探測器陣列。因此，當(dāng)目標(biāo)101發(fā)出的輻射光的波段范圍是可見-紅外波段范圍內(nèi)時(shí)，本實(shí)施例采用的CCD探測器陣列包括可見光CCD探測器陣列和紅外CCD探測器陣列。例如，可見光CCD探測器陣列的工作波段可以為400～1000nm，紅外CCD探測器陣列的工作波段可以為700～1000nm、1000～3000nm等。

目標(biāo)101在爆炸或激光加載等過程中將產(chǎn)生熱輻射，通過測量目標(biāo)101的輻射通量，即可以通過普朗克黑體輻射定律獲得目標(biāo)101的瞬態(tài)溫度值。第二分光鏡111可以設(shè)置在第一分光鏡102和第一光調(diào)節(jié)器之間的光傳播路徑中，且當(dāng)?shù)诙止忡R111設(shè)置在第一分光鏡102和第一光調(diào)節(jié)器之間的光傳播路徑中時(shí)，本實(shí)施例提供的分光耦合裝置100的具體工作流程可以為：

如圖2所示，目標(biāo)101發(fā)出的輻射光入射到第一分光鏡102，一部分所述輻射光經(jīng)第一分光鏡102反射到第二分光鏡111，另一部分 所述輻射光透過第一分光鏡102入射到所述第一全反射鏡103。入射到第二分光鏡111的輻射光，一部分透過第二分光鏡111入射到第一光調(diào)節(jié)器，另一部分經(jīng)所述第二分光鏡111反射到第二全反射鏡112。

入射到第一全反射鏡103的輻射光，經(jīng)第一全反射鏡103反射到第二光調(diào)節(jié)器。入射到第二光調(diào)節(jié)器的輻射光，經(jīng)第二濾光器105處理為第二預(yù)設(shè)波長范圍的光束后，由第二耦合透鏡107會(huì)聚到像增強(qiáng)器108，經(jīng)像增強(qiáng)器108放大后入射到光電探測器109。

入射到第一光調(diào)節(jié)器的輻射光，經(jīng)第一濾光器104處理為第一預(yù)設(shè)波長范圍的光束后，由第一耦合透鏡106會(huì)聚到像增強(qiáng)器108，經(jīng)像增強(qiáng)器108放大后入射到光電探測器109。

入射到第二全反射鏡112的輻射光，經(jīng)第二全反射鏡112反射到第三光調(diào)節(jié)器。入射到第三光調(diào)節(jié)器的輻射光，經(jīng)第三濾光器113處理為第三預(yù)設(shè)波長范圍的光束后，由第三耦合透鏡114會(huì)聚到像增強(qiáng)器108，經(jīng)像增強(qiáng)器108放大后入射到光電探測器109。

其中，第一預(yù)設(shè)波長范圍由第一濾光器104的工作波段決定，第二預(yù)設(shè)波長范圍由第二濾光器105的工作波段決定，第三預(yù)設(shè)波長范圍由第三濾光器113的工作波段決定。第一預(yù)設(shè)波長范圍、第二預(yù)設(shè)波長范圍及第三預(yù)設(shè)波長范圍不盡相同。

此外，如圖3所示，第二分光鏡111還可以設(shè)置在第一全反射鏡103與第二光調(diào)節(jié)器之間的光傳播路徑中。當(dāng)?shù)诙止忡R111設(shè)置在第一全反射鏡103和第二光調(diào)節(jié)器之間的光傳播路徑中時(shí)，本實(shí)施例提供的分光耦合裝置100的具體工作流程還可以為：

目標(biāo)101發(fā)出的輻射光入射到第一分光鏡102，一部分所述輻射光經(jīng)第一分光鏡102反射到第一光調(diào)節(jié)器，另一部分所述輻射光透過第一分光鏡102入射到所述第一全反射鏡103，經(jīng)第一全反射鏡103反射到第二分光鏡111。入射到第二分光鏡111的輻射光，一部分透 過第二分光鏡111入射到第二光調(diào)節(jié)器，另一部分經(jīng)第二分光鏡111反射到第二全反射鏡112。

入射到第一光調(diào)節(jié)器的輻射光，經(jīng)第一濾光器104處理為第一預(yù)設(shè)波長范圍的光束后，由第一耦合透鏡106會(huì)聚到像增強(qiáng)器108，經(jīng)像增強(qiáng)器108放大后入射到光電探測器109。

入射到第二光調(diào)節(jié)器的輻射光，經(jīng)第二濾光器105處理為第二預(yù)設(shè)波長范圍的光束后，由第二耦合透鏡107會(huì)聚到像增強(qiáng)器108，經(jīng)像增強(qiáng)器108放大后入射到光電探測器109。

入射到第二全反射鏡112的輻射光，經(jīng)第二全反射鏡112反射到第三光調(diào)節(jié)器。入射到第三光調(diào)節(jié)器的輻射光，經(jīng)第三濾光器113處理為第三預(yù)設(shè)波長范圍的光束后，由第三耦合透鏡114會(huì)聚到像增強(qiáng)器108，經(jīng)像增強(qiáng)器108放大后入射到光電探測器109。

本實(shí)施例通過第一分光鏡102、第二分光鏡111、第一全反射鏡103及第二全反射鏡112將目標(biāo)101發(fā)出的輻射光分為三路光束。光電探測器109分別探測到第一預(yù)設(shè)波長范圍、第二預(yù)設(shè)波長范圍和第三預(yù)設(shè)波長范圍的輻射光，從而可以根據(jù)光電探測器109采集到的第一預(yù)設(shè)波長范圍、第二預(yù)設(shè)波長范圍和第三預(yù)設(shè)波長范圍的輻射光分別獲得三組光譜數(shù)據(jù)，從而得到三個(gè)溫度值。對比所獲得的三個(gè)溫度值選取最佳值作為測量結(jié)果。例如，可以通過比較三個(gè)溫度值的重復(fù)性，選取重復(fù)性較好的結(jié)果作為測量結(jié)果。因此，相比于現(xiàn)有的目標(biāo)101瞬態(tài)溫度測量技術(shù)，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的分光耦合裝置100應(yīng)用于對目標(biāo)101進(jìn)行瞬態(tài)輻射測溫時(shí)，能夠有效地提高所測得的目標(biāo)101瞬態(tài)溫度的準(zhǔn)確性。

第三實(shí)施例

如圖4所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種分光耦合裝置100，用于對目標(biāo)101進(jìn)行瞬態(tài)輻射測溫。所述分光耦合裝置100除了包括 第一分光鏡102、第二分光鏡111、第一全反射鏡103、第二全反射鏡112、第一光調(diào)節(jié)器、第二光調(diào)節(jié)器、第三光調(diào)節(jié)器、像增強(qiáng)器108及光電探測器109之外，還包括第三分光鏡121、第三全反射鏡122及第四光調(diào)節(jié)器。其中，第一光調(diào)節(jié)器包括第一濾光器104及第一耦合透鏡106；第二光調(diào)節(jié)器包括第二濾光器105及第二耦合透鏡107；第三光調(diào)節(jié)器包括第三濾光器113和第三耦合透鏡114；第四光調(diào)節(jié)器包括第四濾光器123和第四耦合透鏡124。

本實(shí)施例中，第一分光鏡102用于將目標(biāo)發(fā)出的輻射光分為兩束光。第二分光鏡111用于將第一分光鏡102反射的輻射光分為兩束光。第三分光鏡121用于透過第一分光鏡102后由第一全反射鏡103反射的輻射光分為兩束光。透過分光鏡的輻射光與由分光鏡反射的輻射光的能量比由具體使用的分光鏡的透過率與反射率之比決定。例如，第一分光鏡102、第二分光鏡111和第三分光鏡121均可以為高阻硅片、半透半反鏡等。優(yōu)選的，透過第一分光鏡102的輻射光的能量與第一分光鏡102反射的輻射光的能量相等，即第一分光鏡102的透過率與反射率之比優(yōu)選為1:1；透過第二分光鏡111的輻射光的能量與第二分光鏡111反射的輻射光的能量相等，即第二分光鏡111的透過率與反射率之比優(yōu)選為1:1；透過第三分光鏡121的輻射光的能量與第三分光鏡121反射的輻射光的能量相等，即第三分光鏡121的透過率與反射率之比優(yōu)選為1:1。

第一濾光器104、第二濾光器105、第三濾光器113及第四濾光器123均可以為濾光片，也可以為氣體或溶液制成的濾光器。本實(shí)施例中，優(yōu)選的，本實(shí)施例中，第一濾光器104、第二濾光器105、第三濾光器113及第四濾光器123均為帶通濾光片，且第一濾光器104、第二濾光器105、第三濾光器113及第四濾光器123的工作波段不盡相同。例如，當(dāng)目標(biāo)101發(fā)出的輻射光的波段范圍是可見-紅外波段 范圍內(nèi)時(shí)，第一濾光器104的工作波段、第二濾光器105的工作波段、第三濾光器113的工作波段及第四濾光器123的工作波段均在可見-紅外波段范圍內(nèi)，其中，第一濾光器104的工作波段、第二濾光器105的工作波段、第三濾光器113的工作波段及第四濾光器123的工作波段可以有重疊。

第一耦合透鏡106、第二耦合透鏡107、第三耦合透鏡114和第四耦合透鏡124均為具有會(huì)聚功能的透鏡，可以為球面透鏡，也可以為非球面透鏡。例如，第一耦合透鏡106、第二耦合透鏡107、第三耦合透鏡114和第四耦合透鏡124可以為凸透鏡或具有消色差功能的透鏡組。

本實(shí)施例中，光電探測器109包括多個(gè)子探測器，且所述多個(gè)子探測器的工作波段不盡相同。一個(gè)子探測器與一個(gè)光調(diào)節(jié)器相對應(yīng)，且子探測器的工作波長與其對應(yīng)的光調(diào)節(jié)器中的濾光器的工作波長相匹配。優(yōu)選的，光電探測器109為電荷耦合器件(Charge-coupled Device，CCD)探測器陣列。當(dāng)然，也可以采用其它光電探測器。CCD探測器陣列按工作波段可分為：可見光CCD探測器陣列、紅外CCD探測器陣列和紫外CCD探測器陣列。因此，當(dāng)目標(biāo)101發(fā)出的輻射光的波段范圍是可見-紅外波段范圍內(nèi)時(shí)，本實(shí)施例采用的CCD探測器陣列包括可見光CCD探測器陣列和紅外CCD探測器陣列。例如，可見光CCD探測器陣列的工作波段可以為400～1000nm，紅外CCD探測器陣列的工作波段可以為700～1000nm、1000～3000nm等。

目標(biāo)101在爆炸或激光加載等過程中將產(chǎn)生熱輻射，通過測量目標(biāo)101的輻射通量，即可以通過普朗克黑體輻射定律獲得目標(biāo)101的瞬態(tài)溫度值。本實(shí)施例中，第二分光鏡111設(shè)置在第一分光鏡102和第一光調(diào)節(jié)器之間的光傳播路徑中，第三分光鏡121設(shè)置在第一全反射鏡103和第二光調(diào)節(jié)器之間的光傳播路徑中時(shí)。此時(shí)，本實(shí)施例 提供的分光耦合裝置100的具體工作流程可以為：

如圖4所示，目標(biāo)101發(fā)出的輻射光入射到第一分光鏡102，一部分所述輻射光經(jīng)第一分光鏡102反射到第二分光鏡111，另一部分所述輻射光透過第一分光鏡102入射到所述第一全反射鏡103并由所述全反射鏡反射到第三分光鏡121。入射到第二分光鏡111的輻射光，一部分透過第二分光鏡111入射到第一光調(diào)節(jié)器，另一部分經(jīng)所述第二分光鏡111反射到第二全反射鏡112。入射到第三分光鏡121的輻射光，一部分透過第三分光鏡121入射到第二光調(diào)節(jié)器，另一部分經(jīng)所述第二分光鏡111反射到第三全反射鏡122。

入射到第一光調(diào)節(jié)器的輻射光，經(jīng)第一濾光器104處理為第一預(yù)設(shè)波長范圍的光束后，由第一耦合透鏡106會(huì)聚到像增強(qiáng)器108，經(jīng)像增強(qiáng)器108放大后入射到光電探測器109。

入射到第二全反射鏡112的輻射光，經(jīng)第二全反射鏡112反射到第三光調(diào)節(jié)器。入射到第三光調(diào)節(jié)器的輻射光，經(jīng)第三濾光器113處理為第三預(yù)設(shè)波長范圍的光束后，由第三耦合透鏡114會(huì)聚到像增強(qiáng)器108，經(jīng)像增強(qiáng)器108放大后入射到光電探測器109。

入射到第二光調(diào)節(jié)器的輻射光，經(jīng)第二濾光器105處理為第二預(yù)設(shè)波長范圍的光束后，由第二耦合透鏡107會(huì)聚到像增強(qiáng)器108，經(jīng)像增強(qiáng)器108放大后入射到光電探測器109。

入射到第三全反射鏡122的輻射光，經(jīng)第三全反射鏡122反射到第四光調(diào)節(jié)器。入射到第四光調(diào)節(jié)器的輻射光，經(jīng)第四濾光器123處理為第四預(yù)設(shè)波長范圍的光束后，由第四耦合透鏡124會(huì)聚到像增強(qiáng)器108，經(jīng)像增強(qiáng)器108放大后入射到光電探測器109。

其中，第一預(yù)設(shè)波長范圍由第一濾光器104的工作波段決定，第二預(yù)設(shè)波長范圍由第二濾光器105的工作波段決定，第三預(yù)設(shè)波長范圍由第三濾光器113的工作波段決定，第四預(yù)設(shè)波長范圍由第四濾光 器123的工作波段決定。第一預(yù)設(shè)波長范圍、第二預(yù)設(shè)波長范圍、第三預(yù)設(shè)波長范圍及第四預(yù)設(shè)波長范圍不盡相同。

本實(shí)施例通過第一分光鏡102、第二分光鏡111、第三分光鏡121、第一全反射鏡103、第二全反射鏡112及第三全反射鏡122將目標(biāo)101發(fā)出的輻射光分為四路光束。光電探測器109分別探測到第一預(yù)設(shè)波長范圍、第二預(yù)設(shè)波長范圍、第三預(yù)設(shè)波長范圍及第四預(yù)設(shè)波長范圍的輻射光。從而可以根據(jù)光電探測器109采集到的第一預(yù)設(shè)波長范圍、第二預(yù)設(shè)波長范圍、第三預(yù)設(shè)波長范圍和第四預(yù)設(shè)波長范圍的輻射光分別獲得四組光譜數(shù)據(jù)，從而得到四個(gè)溫度值。對比所獲得的四個(gè)溫度值選取最佳值作為測量結(jié)果。例如，可以通過比較四個(gè)溫度值的重復(fù)性，選取重復(fù)性較好的結(jié)果作為測量結(jié)果。因此，相比于現(xiàn)有的目標(biāo)101瞬態(tài)溫度測量技術(shù)，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的分光耦合裝置100應(yīng)用于對目標(biāo)101進(jìn)行瞬態(tài)輻射測溫時(shí)，能夠有效地提高所測得的目標(biāo)101瞬態(tài)溫度的準(zhǔn)確性。

綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的分光耦合裝置100將目標(biāo)101發(fā)出的輻射光分為多路光束，進(jìn)而可以通過對比根據(jù)多路光束獲得的溫度值，從中選取最佳值作為測量結(jié)果。因此，相比于現(xiàn)有的目標(biāo)101瞬態(tài)溫度測量技術(shù)，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的分光耦合裝置100應(yīng)用于對目標(biāo)101進(jìn)行瞬態(tài)輻射測溫時(shí)，能夠有效地提高所測得的目標(biāo)101瞬態(tài)溫度的準(zhǔn)確性。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。