1.      概述

众所周知，LDV依靠运动微粒对激光束的散射光频移来获得速度信息，散射光的强弱对于多普勒信号的处理极具重要性，不幸的是在直径为微米量级时的散射光强具有很强的方向性，即散射光强随着方向角的增大迅速降低，前向即方向角为0⁰时的散射光强，较后向即方向角为180⁰时的光强大100倍以上，散射光方向特性的定义见图1所示。

                    图1. 微粒光散射的方向特性

           图2. 米散射理论揭示的散射光强极坐标图

   根据米（Mie）散射理论所揭示的规律，当线偏振光被折射率为1.25的电介质球体的散射的散射光极坐标图如图2所示。当粒径逐渐增大到大于激光波长的若干倍时，前向散射光较后向散射光强两个数量级以上。为了提高信噪比，减小激光功率，所以在设计LDV光路时要尽可能采用前向散射方式。这也是本实验的主要目的，观察微米量级的微粒在不同方向角散射光强的巨大变化，从而加深对LDV光路和粒径选择重要性的认识。

2.      实验装置和步骤

图3 是一套测量光散射方向特性的实验装置。将一束或两束激光照射到充满

粒子的水中，光电转换接收器将散射光转换为光电流，将接收器放置在不同的方向角位置记录光电流大小，就能近似代表散射光的方向特性。由于影响粒子散射光方向特性的因素很多，如尺寸、形状、材料（折射率）、周围介质等，本实验只能作为一种定性的观察方法。

              图3. 测量散射光光电流方向特性的实验装置

3.      实验报告要求

A.     用视觉观察前向、侧向和后向散射光的强度。

B.      用光电流测量仪测量记录不同方向角的散射光光电流。