CN112789496A - 气溶胶计测装置及气溶胶计测方法 - Google Patents

气溶胶计测装置及气溶胶计测方法 Download PDF

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Abstract

有关本发明的一技术方案的气溶胶计测装置，用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶，具备：光源；光学元件，(i)将通过使从上述光源射出的射出光在内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射，并且(ii)通过使由上述散射体产生的散射光在上述内部干涉而射出米氏散射光；以及受光器，接受上述米氏散射光，输出与受光强度相应的信号。

Description

气溶胶计测装置及气溶胶计测方法
技术领域
本发明涉及气溶胶计测装置及气溶胶计测方法。
背景技术
以往，已知有利用激光雷达(LIDAR：Light Detection and Ranging)来计测大气中的气溶胶的技术。激光雷达是通过测量并解析射出到大气中的脉冲状的光的散射光来观测黄砂、花粉、灰尘或微小水滴等的悬浮在空气中的气溶胶的技术。
散射光中通常包括米氏散射(Mie scattering)光和瑞利散射(Rayleighscattering)光。米氏散射光是通过米氏散射产生的散射光，米氏散射指的是通过与射出光的波长同等以上的粒径的微粒子发生的散射现象。米氏散射光例如是来自作为计测对象物的气溶胶的散射光。瑞利散射是通过比射出光的波长小的微粒子及大气分子发生的散射现象。通过从散射光中排除瑞利散射光，能够得到米氏散射光。
例如，在专利文献1中，公开了将由单一的激光带来的散射光使用滤波器分光分离为米氏散射光和瑞利散射光的技术。此外，例如在专利文献2中，公开了利用多纵模的激光的光谱的模间隔为一定的性质，使用有选择地使与射出的激光相同的光谱间隔的光透射的干涉仪将散射光进行分光的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2003/073127号
专利文献2：日本特许第6243088号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在上述的以往技术中，在因温度变化等而激光的峰值波长变化的情况下，需要一边将光路差以激光的1波长量进行扫描一边进行调谐。因此，需要使光路差可变的构造，有装置大型化、测量方法复杂化的问题。
所以，本发明提供一种能够简单地计测气溶胶的小型的气溶胶计测装置、以及能够简单地计测气溶胶的气溶胶计测方法。
用于解决课题的手段
有关本发明的一技术方案的气溶胶计测装置，是用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶的气溶胶计测装置，具备：光源；光学元件，(i)将通过使从上述光源射出的射出光在内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射，并且(ii)通过使由上述散射体产生的散射光在上述内部干涉而射出米氏散射光；以及受光器，接受上述米氏散射光，输出与受光强度相应的信号。
此外，有关本发明的另一技术方案的气溶胶计测装置，是用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶的气溶胶计测装置，具备：光源；第1光学元件，将通过使从上述光源射出的射出光在内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射；第2光学元件，通过使由上述散射体产生的散射光在上述内部干涉，射出米氏散射光；以及受光器，接受上述米氏散射光，输出与受光强度相应的信号。
此外，有关本发明的一技术方案的气溶胶计测方法，是用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶的气溶胶计测方法，包括：将通过使从光源入射的光在光学元件的内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射；通过使由上述散射体产生的散射光在上述光学元件的上述内部干涉，从上述光学元件射出米氏散射光；以及接受上述米氏散射光，取得与受光强度相应的信号。
此外，有关本发明的另一技术方案的气溶胶计测方法，是用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶的气溶胶计测方法，包括：将通过使从光源入射的光在第1光学元件的内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射；通过使由上述散射体产生的散射光在第2光学元件的内部干涉，从上述第2光学元件射出米氏散射光；以及接受上述米氏散射光，取得与受光强度相应的信号。
此外，本发明的一技术方案能够作为用于使计算机执行上述气溶胶计测方法的程序实现。或者，能够作为保存有该程序的计算机可读取的非暂时性的记录介质实现。
发明效果
根据本发明，能够提供能够简单地计测气溶胶的的小型的气溶胶计测装置等。
附图说明
图1是表示有关实施方式1的气溶胶计测装置的结构的图。
图2是表示有关实施方式1的气溶胶计测装置的动作的流程图。
图3A是表示有关实施方式1的气溶胶计测装置射出的多激光的光谱的一例的图。
图3B是表示有关实施方式1的气溶胶计测装置射出的多激光的光谱的一例的图。
图4是用于说明穿过有关实施方式1的气溶胶计测装置的光学元件的第0透射光及第1透射光的图。
图5是用于说明穿过有关实施方式1的气溶胶计测装置的光学元件的第0透射光及第2透射光的图。
图6A是表示通过使有关实施方式1的气溶胶计测装置射出的多激光散射而产生的散射光的光谱的一例的图。
图6B是表示通过使有关实施方式1的气溶胶计测装置射出的多激光散射而产生的散射光的光谱的一例的图。
图7是表示由迈克尔逊(Michelson)干涉仪使包含米氏散射光和瑞利散射光的散射光干涉的情况下的干涉图的计算结果的图。
图8是将图7的一部分放大表示的图。
图9是用于说明没有由气溶胶带来的散射、仅考虑大气散射的情况下的由迈克尔逊干涉仪得到的干涉条纹的频率间隔的依赖性的图。
图10是表示有关实施方式1的变形例的气溶胶计测装置的结构的图。
图11是表示有关实施方式2的气溶胶计测装置的结构的图。
图12是用于说明有关实施方式2的气溶胶计测装置的遮光部的动作的图。
图13是表示有关实施方式3的气溶胶计测装置的结构的图。
具体实施方式
(本发明的概要)
有关本发明的一技术方案的气溶胶计测装置，是用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶的气溶胶计测装置，具备：光源；光学元件，(i)将通过使从上述光源射出的射出光在内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射，并且(ii)通过使由上述散射体产生的散射光在上述内部干涉而射出米氏散射光；以及受光器，接受上述米氏散射光，输出与受光强度相应的信号。
由此，由于不需要使光路长可变的结构，所以能够抑制气溶胶计测装置的大型化。此外，由于能够通过光学元件将瑞利散射光除去，所以不需要复杂的信号处理，能够基于受光器的受光强度简单地计测气溶胶。这样，根据本技术方案，能够实现能够简单地计测气溶胶的小型的气溶胶计测装置。
此外，例如在有关本发明的一技术方案的气溶胶计测装置中，上述光学元件也可以是标准具。
由此，由于光学元件是标准具，所以能够抑制气溶胶计测装置的大型化。
此外，例如在有关本发明的一技术方案的气溶胶计测装置中，上述频率间隔也可以是3.9GHz以下。
由此，由于光学元件能够抑制瑞利散射光的透射，所以能够使受光器接受基于气溶胶的米氏散射光。因而，能够容易地基于受光器的受光强度来计测气溶胶的有无及浓度。
此外，例如在有关本发明的一技术方案的气溶胶计测装置中，也可以是，上述光学元件是单一的光学元件；上述光源经由上述单一的光学元件射出具有上述多个峰值的光；上述受光器接受穿过了上述单一的光学元件的上述米氏散射光。
例如，标准具等光学元件在受到热的影响而膨胀的情况下光学特性也变化。根据本技术方案，即使光学元件的光学特性变化，由于射出光和散射光穿过相同的单一的光学元件，所以也能够充分地抑制由光学元件的特性变化带来的影响。因而，能够提高气溶胶的计测精度。
此外，例如在有关本发明的一技术方案的气溶胶计测装置中，也可以是，上述光学元件具有：第1部分，包括上述射出光穿过的路径；以及第2部分，包括上述散射光穿过的路径，与上述第1部分不同。
由此，能够容易地使射出光的路径和散射光的路径分离，所以例如能够将受光器和光源分离而配置。通过将受光器和光源分离而配置，能够抑制从光源射出的射出光的被光学元件反射的反射光等被受光器接受。反射光成为气溶胶的误检测的原因。此外，反射光由于强度比散射光强，所以也会超过受光器能够检测的临界强度而成为受光器故障的原因。因此，根据本技术方案，由于能够抑制反射光被受光器接受，所以能够抑制气溶胶的误检测及受光器的故障等。
此外，例如在有关本发明的一技术方案的气溶胶计测装置中，也可以是，上述光学元件具有第1面和上述第1面的相反侧的第2面；上述射出光及上述散射光从上述第1面入射到上述光学元件。
由此，能够使射出光和散射光从相同的面向光学元件入射，所以在从光源射出的射出光中，能够使被光学元件反射的光不易入射到受光器。因而，能够抑制由反射光造成的气溶胶的误检测及受光器的故障等。
此外，例如在有关本发明的一技术方案的气溶胶计测装置中，也可以是，上述光学元件具有第1面和上述第1面的相反侧的第2面；上述射出光从上述第1面入射到上述光学元件；上述散射光从上述第2面入射到上述光学元件。
由此，在气溶胶计测装置内将光的路径弯折的次数较少就足够。因此，能够削减镜等的构成零件的个数及配置空间，能够实现轻量而小型的气溶胶计测装置。
此外，例如在有关本发明的一技术方案的气溶胶计测装置中，也可以是，上述射出光是脉冲光；上述受光器在从上述脉冲光被射出起到经过比上述脉冲光的时间宽度长的期间为止将受光截断后，接受上述米氏散射光。
由此，能够抑制由反射光造成的气溶胶的误检测及由受光器的饱和造成的故障等。
此外，例如在有关本发明的一技术方案的气溶胶计测装置中，上述散射光也可以相对于上述光学元件倾斜入射。
由此，通过调整入射角度，能够使光路长变化。
此外，例如在有关本发明的一技术方案的气溶胶计测装置中，上述光源也可以是激光元件或发光二极管(Light Emitting Diode：LED)。
由此，即使因光学元件而强度衰减，也能够使充分的强度的射出光朝向散射体射出。
此外，例如有关本发明的一技术方案的气溶胶计测装置也可以还具备将上述散射光聚光的聚光部；上述聚光部在上述散射光在上述光学元件的上述内部干涉之前将上述散射光聚光。
由此，能够提高光学元件内的干涉效率。此外，由于能够提高光的受光灵敏度，所以能够提高气溶胶粒子的计测精度。
此外，例如有关本发明的一技术方案的气溶胶计测装置也可以还具备对上述信号进行处理的信号处理电路。
此外，有关本发明的另一技术方案的气溶胶计测装置，是用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶的气溶胶计测装置，具备：光源；第1光学元件，将通过使从上述光源射出的射出光在内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射；第2光学元件，通过使由上述散射体产生的散射光在上述内部干涉，射出米氏散射光；以及受光器，接受上述米氏散射光，输出与受光强度相应的信号。
由此，能够容易地使射出光的路径和散射光的路径分离，所以例如能够将受光器和光源分离而配置。因此，能够抑制从光源射出的射出光被受光器接受，所以能够抑制气溶胶的误检测及受光器的故障等。此外，能够提高气溶胶计测装置的各元件的配置及光路径的设计自由度。
此外，例如在有关本发明的另一技术方案的气溶胶计测装置中，上述第1光学元件及上述第2光学元件也可以是标准具。
由此，由于光学元件是标准具，所以能够抑制气溶胶计测装置的大型化。
此外，例如在有关本发明的另一技术方案的气溶胶计测装置中，上述频率间隔也可以是3.9GHz以下。
由此，由于光学元件能够抑制瑞利散射光的透射，所以能够使受光器接受基于气溶胶的米氏散射光。因而，能够容易地基于受光器的受光强度来计测气溶胶的有无及浓度。
此外，例如在有关本发明的另一技术方案的气溶胶计测装置中，也可以是，上述射出光是脉冲光；上述受光器在从上述脉冲光被射出起到经过比上述脉冲光的时间宽度长的期间为止将受光截断后，接受上述米氏散射光。
由此，能够抑制由反射光造成的气溶胶的误检测及由受光器的饱和造成的故障等。
此外，例如在有关本发明的另一技术方案的气溶胶计测装置中，上述散射光也可以相对于上述第2光学元件倾斜入射。
由此，通过调整入射角度，能够使光路长变化。
此外，例如在有关本发明的另一技术方案的气溶胶计测装置中，上述光源也可以是激光元件或发光二极管。
由此，即使因光学元件而强度衰减，也能够使充分的强度的射出光朝向散射体射出。
此外，例如有关本发明的另一技术方案的气溶胶计测装置也可以还具备将上述散射光聚光的聚光部；上述聚光部在上述散射光在上述第2光学元件的上述内部干涉之前将上述散射光聚光。
由此，能够提高光学元件内的干涉效率。此外，由于能够提高光的受光灵敏度，所以能够提高气溶胶粒子的计测精度。
此外，例如有关本发明的另一技术方案的气溶胶计测装置也可以还具备对上述信号进行处理的信号处理电路。
此外，有关本发明的一技术方案的气溶胶计测方法，是用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶的气溶胶计测方法，包括：将通过使从光源入射的光在光学元件的内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射；通过使由上述散射体产生的散射光在上述光学元件的上述内部干涉，从上述光学元件射出米氏散射光；以及接受上述米氏散射光，取得与受光强度相应的信号。
此外，有关本发明的另一技术方案的气溶胶计测方法，是用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶的气溶胶计测方法，包括：将通过使从光源入射的光在第1光学元件的内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射；通过使由上述散射体产生的散射光在第2光学元件的内部干涉，从上述第2光学元件射出米氏散射光；以及接受上述米氏散射光，取得与受光强度相应的信号。
由此，通过光学元件能够将瑞利散射光除去，所以不需要复杂的信号处理，能够基于受光器的受光强度简单地计测气溶胶。
在本发明中，电路、单元、装置、部件或部的全部或一部分、或框图中的功能块的全部或一部分例如也可以由包括半导体装置、半导体集成电路(IC)或LSI(large scaleintegration)的1个或多个电子电路执行。LSI或IC既可以集成到1个芯片上，也可以将多个芯片组合而构成。例如，也可以将存储元件以外的功能块集成到1个芯片上。这里称作LSI或IC，但根据集成的程度而叫法变化，也可以称作***LSI、VLSI(very large scaleintegration)或ULSI(ultra large scale integration)。也可以以相同的目的使用可在LSI的制造后编程的Field Programmable Gate Array(FPGA)、或能够进行LSI内部的接合关系的重构或LSI内部的电路划分的设置的reconfigurable logic device。
进而，电路、单元、装置、部件或部的全部或一部分功能或操作可以通过软件处理来执行。在此情况下，将软件记录到1个或多个ROM、光盘、硬盘驱动器等的非暂时性记录介质中，在软件被处理装置(processor)执行时，由该软件确定的功能被处理装置(processor)及周边装置执行。***或装置也可以具备记录有软件的1个或多个非暂时性记录介质、处理装置(processor)及需要的硬件设备、例如接口。
以下，参照附图对实施方式具体地进行说明。
另外，以下说明的实施方式都表示包含性或具体的例子。因而，在以下的实施方式中表示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态、步骤、步骤的顺序等是一例，不是限定本发明的意思。此外，关于以下的实施方式的构成要素中的、在独立权利要求中没有记载的构成要素，设为任意的构成要素进行说明。
此外，各图是示意图，并不一定是严密地图示的。因而，例如在各图中比例尺等并不一定一致。此外，在各图中，对于实质上相同的结构赋予相同的标号，将重复的说明省略或简略化。
此外，在本说明书中，平行等的表示要素间的关系性的用语、圆柱或角柱等的表示要素的形状的用语、以及数值范围，不是仅表示严格的意义的表现，而是意味着实质上同等的范围、例如也包括几个百分点左右的差异的表现。
(实施方式1)
[1.结构]
首先，使用图1对有关实施方式1的气溶胶计测装置的概要进行说明。图1是表示有关本实施方式的气溶胶计测装置1的结构的图。
如图1所示，有关本实施方式的气溶胶计测装置1将射出光L2向大气中射出，取得通过存在于大气中的散射体90使射出光L2散射而产生的散射光L3，通过将所取得的散射光L3处理，计测散射体90中包含的气溶胶的有无及浓度。散射体90存在于气溶胶计测装置1的计测的对象空间中。
对象空间例如是住宅、办公室、照护施设或医院等的建筑物的一个房间。对象空间例如是被墙壁、窗户、门、地板及天花板等分隔成的空间，是封闭的空间，但并不限于此。对象空间也可以是室外的开放的空间。此外，对象空间也可以是公共汽车或飞机等移动体的内部空间。
散射体90包含作为计测对象物的气溶胶、以及构成空气的分子。具体而言，气溶胶是悬浮在对象空间内的尘埃、PM2.5等的悬浮粒子状物质、生物类粒子或微小水滴等。在生物类粒子中，还包括悬浮在空中的霉菌或蜱虫、或者花粉等。此外，微小水滴中包含咳嗽或喷嚏等的人体动态地产生的物质。
作为计测对象物的气溶胶与构成空气的分子相比充分大。在本实施方式中，气溶胶的粒径是射出光L2的波长以上，所以气溶胶通过使射出光L2散射而产生米氏散射光。构成空气的分子由于与射出光L2的波长相比充分小，所以通过使射出光L2散射而产生瑞利散射光。因而，在气溶胶计测装置1取得的散射光L3中包含米氏散射光和瑞利散射光。这里的米氏散射光是通过米氏散射形成的后方散射光。有关本实施方式的气溶胶计测装置1从散射光L3中提取米氏散射光，基于提取的米氏散射光计测气溶胶的有无及/或浓度。
有关本实施方式的气溶胶计测装置1将射出光L2朝向对象空间内的不同的方向射出。射出光L2的射出方向例如通过MEMS(Micro－Electro－Mechanical Systems)镜(未图示)等而被变更。或者，也可以通过将气溶胶计测装置1整体的朝向变更，来变更射出光L2的射出方向。气溶胶计测装置1通过在对象空间内扫描，能够制作对象空间内的气溶胶的分布。
如图1所示，气溶胶计测装置1具备光学元件10、光源20、镜22、作为聚光部的一例的聚光透镜30、聚光透镜40、受光器50和作为信号处理电路的一例的分析部60。以下，对气溶胶计测装置1具备的各构成要素进行说明。
光学元件10使入射的光在内部干涉，作为具有相等的频率间隔的多个峰值的光的干涉光射出。具有多个峰值的光也被称作多光。在本实施方式中，光学元件10是单一的光学元件。即，光学元件10是不能分离的1个部件。光学元件10的形状例如是圆柱体或角柱体等。光学元件10具体而言是标准具(etalon)。
如图1所示，光学元件10具有透光部11和两个多层膜12及13。透光部11例如使用石英或水晶等的透明的材料形成。透光部11被两个多层膜12及13夹着，与两个多层膜12及13分别接触。两个多层膜12及13分别是具有多个电介质膜的层叠构造的电介质多层膜。例如，两个多层膜12及13分别通过将折射率低的电介质膜和折射率高的电介质膜交替地层叠而形成。作为电介质膜，例如使用钛氧化膜、铪氧化膜、硅氧化膜等。另外，透光部11也可以是空气层，两个多层膜12及13也可以以保持一定距离的方式被框体等固定。
光学元件10被入射从光源20射出的射出光L1，使射出光L1在内部干涉，从而射出作为具有相等的频率间隔的多个峰值的光的射出光L2。射出光L2是多激光。在本实施方式中，射出光L1从光学元件10的多层膜12入射，射出光L2从多层膜13射出。多层膜12的射出光L1入射的面是光学元件10的第1面的一例。多层膜13的射出光L2射出的面是光学元件10的第2面的一例，是与第1面相反一侧的面。
此外，被聚光透镜30聚光的散射光L3向光学元件10入射。在本实施方式中，散射光L3从光学元件10的多层膜13入射。即，射出光L1的入射面与散射光L3的入射面不同。
此外，如图1所示，光学元件10具有包括射出光L1穿过的路径的第1部分10a和包括散射光L3穿过的路径的第2部分10b。在图1中，将第1部分10a和第2部分10b的边界用虚线示意地表示。第1部分10a和第2部分10b是相互不同的部分。例如，在光学元件10是圆柱状的标准具的情况下，第1部分10a和第2部分10b相当于用包括中心轴的面虚拟地将标准具分割时的半圆柱状的部分。另外，圆柱状的标准具的圆形的顶面及底面相当于光的入射面及射出面。射出光L1的路径和散射光L3的路径例如平行。
由于在散射光L3中包含具有相等的频率间隔的多个峰值的光，所以当穿过光学元件10时，各个光发生干涉。在本实施方式中，光学元件10的厚度被调整，使散射光L3中包含的米氏散射光L4穿过，抑制瑞利散射光的穿过。由此，能够从散射光L3适当地除去瑞利散射光，所以能够使受光器50接受起因于气溶胶的米氏散射光L4。
在本实施方式中，光学元件10位于从光源20射出的射出光L1的光路上。具体而言，光学元件10位于镜22与在气溶胶计测装置1的外廓壳体设置的开口之间。该开口为了使从光学元件10射出的射出光L2穿过而设置。进而，光学元件10位于从散射体90产生的散射光L3的光路上。具体而言，光学元件10位于聚光透镜30与聚光透镜40之间。
光源20经由光学元件10将射出光L2向大气中射出。具体而言，光源20将射出光L1射出。射出光L1例如是脉冲光，但也可以是连续光。射出光L1既可以是在特定的波段中具有峰值的单色光，也可以是包含较宽的波段的光。峰值的带宽例如是10pm至10nm的范围。射出光L1例如是紫外光、蓝色光或红外光等。射出光L1在被镜22反射后，在光学元件10的内部干涉，从而成为作为具有相等的频率间隔的多个峰值的光的射出光L2射出到大气中。
光源20例如是将脉冲激光作为射出光L1射出的半导体激光元件。射出光L1的光束模例如是多模，但也可以是单模。作为一例，光源20射出在405nm的附近具有峰值的激光作为射出光L1。或者，光源20也可以是发光二极管(Light Emitting Diode：LED)。此外，光源20也可以是卤化物灯等的放电灯。
镜22将射出光L1反射。通过将镜22相对于射出光L1以适当的角度配置，能够将射出光L1的行进方向向希望的方向弯曲。在本实施方式中，镜22将射出光L1反射，使其向光学元件10入射。另外，气溶胶计测装置1也可以不具备镜22。
聚光部是将通过由大气中包含的散射体90使射出光L2散射而产生的散射光L3聚光的结构。作为聚光部的一例，例如是凸状的聚光透镜30或至少1个反射镜等。例如，被聚光透镜30聚光的光由包括准直透镜的透镜组变换为平行光并射出。因此，被聚光透镜30聚光后的散射光L3向光学元件10入射。在散射光L3的信号强度强的情况下，也可以不特别配置聚光部。
被聚光透镜30聚光后的散射光L3向光学元件10入射。
聚光透镜40将被聚光透镜30聚光后的散射光L3中的穿过了光学元件10的米氏散射光L4聚光。聚光透镜40例如是凸透镜。聚光透镜40将米氏散射光L4向受光器50的受光面聚光。
受光器50接受被聚光透镜30聚光的散射光L3中的穿过了光学元件10的米氏散射光L4，输出与受光强度相应的信号。受光强度是米氏散射光L4的强度，例如用受光器50所输出的信号的信号电平表示。
受光器50是进行光电变换的元件，例如是PMT(Photomultiplier Tube)。或者，受光器50也可以具有PMT和光子计数器。此外，受光器50也可以是雪崩光电二极管。
分析部60通过对从受光器50输出的信号进行分析，对散射体90中包含的气溶胶进行分析。例如，分析部60基于信号的信号电平决定气溶胶的有无及浓度。具体而言，分析部60通过参照将信号电平与气溶胶的浓度建立了对应的对应信息，决定与信号电平对应的气溶胶的浓度。对应信息例如被预先存储在分析部60具备的存储器(未图示)中。分析部60是信号处理电路的一例。
此外，分析部60基于从射出光L2射出起到接受米氏散射光L4为止所需要的时间，通过TOF(Time Of Flight：飞行时间)方式计算到气溶胶的距离。分析部60基于计算出的距离和将射出光L2射出的方向，确定对象空间内的气溶胶的位置。通过一边变更射出光L2的射出方向一边反复进行气溶胶的位置的确定，分析部60制作对象空间内的气溶胶的分布。
分析部60由包括多个电路零件的1个或多个电子电路构成。1个或多个电子电路分别既可以是通用的电路，也可以是专用的电路。即，分析部60执行的功能由电子电路等的硬件实现。或者，分析部60也可以由保存有程序的非易失性存储器、作为用于执行程序的暂时性的存储区域的易失性存储器、输入输出端口、执行程序的处理器等实现。分析部60执行的功能也可以通过由处理器执行的软件实现。
气溶胶计测装置1具备的各构成要素例如被收容在未图示的壳体的内部。壳体是气溶胶计测装置1的外廓壳体，具有遮光性。在壳体设有用于使射出光L2及散射光L3穿过的开口。开口也可以与射出光L2及散射光L3分别对应地各设置1个。聚光透镜30也可以设置于该开口处。
[2.动作]
接着，使用图2对气溶胶计测装置1的动作进行说明。图2是表示有关本实施方式的气溶胶计测装置1的动作的流程图。
如图2所示，首先，光源20将射出光L1射出(S10)。射出光L1通过穿过光学元件10，被变换为作为具有相等的频率间隔的多个峰值的光的多光。即，光学元件10使入射的光在内部干涉，作为具有相等的频率间隔的多个峰值的光射出(S12)。作为多光的射出光L2被射出到大气中，被散射体90散射。
接着，聚光透镜30将从散射体90产生的散射光L3聚光(S14)。被聚光透镜30聚光后的散射光L3通过穿过光学元件10，被提取出米氏散射光L4。即，使被聚光部聚光的散射光在光学元件10的内部干涉，并穿过光学元件10(S16)。换言之，光学元件10在散射光L3中将瑞利散射光实质上除去，仅使米氏散射光L4穿过。
接着，受光器50接受米氏散射光L4，输出与受光强度相应的信号(S18)。
分析部60通过对从受光器50输出的信号进行处理，分析散射体90中包含的气溶胶(S20)。
气溶胶计测装置1将以上的从步骤S10到步骤S20的处理一边改变射出光L2的射出方向一边反复进行。例如，朝向对象空间内的规定的方向将射出光L2射出，在取得了散射光L3的情况下，确定在作为散射光L3的发生源的散射体90中包含的气溶胶的位置及浓度。由此，气溶胶计测装置1例如能够生成表示对象空间内的气溶胶的位置及浓度的分布图。另外，气溶胶计测装置1也可以生成仅表示气溶胶的位置的分布图。
[3.光学元件的功能]
接着，对光学元件10的具体的功能进行说明。
如上述那样，光学元件10使从光源20射出的作为激光的射出光L1在内部干涉，作为由具有相等的频率间隔的多个峰值的光构成的多激光即射出光L2而射出。以下，首先，使用图3A及图3B对多激光进行说明。
图3A及图3B是表示有关本实施方式的气溶胶计测装置1射出的多激光的光谱的一例的图。在图3A及图3B各自中，横轴表示频率，纵轴表示信号强度。
图3A表示穿过光学元件10后的作为多激光的射出光L2的光谱。光谱中包含的多个峰值分别与射出光L2中包含的多个峰值对应。多个峰值的频率间隔LW2相互相等，例如是3GHz。这里表示了多个峰值的信号强度相互相等的例子，但也可以相互不同。射出光L2的中心波长λ例如是405nm。
图3B是图3A的放大图，仅将光谱的1个峰值、即射出光L2中包含的1个光放大表示。1个光的半值全宽LW1例如是360MHz。LW1是LW2的1/20以上且1/5以下，但也可以是1/8以上且1/10以下。
在本实施方式中，射出光L1通过穿过光学元件10，在光学元件10内干涉，成为作为干涉光的射出光L2而射出。作为光学元件10的标准具利用入射的光与在标准具内反复反射的光的干涉。在入射的光的相位与反复进行标准具内的反射的光的相位一致的情况下，发生将光相互加强的干涉，光在标准具内被增强而透射。标准具的多层膜13能够使光透射或反射。多层膜13的透射率例如是75％，但并不限于此。
这里，图4及图5分别是用于说明穿过有关本实施方式的气溶胶计测装置1的光学元件10的光的图。具体而言，图4示意地表示第0透射光及第1透射光。图5示意地表示第0透射光及第2透射光。
光学元件10使入射的光的一部分原样透射。如图4及图5所示，不被光学元件10的多层膜12及13反射而原样透射的光是第0透射光。
第1透射光如图4所示，是入射的光被多层膜13反射1次后被多层膜12反射1次的光。通过第0透射光与第1透射光的相位一致而发生干涉，射出与第1干涉条纹对应的光。对于干涉条纹，使用图7及图8在后面进行说明。
第2透射光如图5所示，是入射的光被多层膜13及多层膜12分别各反射两次的光。通过第0透射光与第2透射光的相位一致而发生干涉，射出与第2干涉条纹对应的光。
在入射的光的相位与反复反射的光的相位不一致的情况下，光在多层膜13中向多层膜12的方向反射，穿过标准具的光变弱。结果，透射光具有周期性的光谱。即，光学元件10在被入射了射出光L1的情况下，能够射出具有相等的频率间隔LW2的射出光L2。
关于用于实现频率间隔LW2的标准具的长度Δx，基于以下的式(1)决定。另外，标准具的长度Δx如图4及图5所示，是多层膜12与多层膜13的距离，即透光部11的厚度。
[数式1]
Figure BDA0003004831710000151
在式(1)中，N0是真空中的折射率，例如是1.0。N1是标准具的透光部11的折射率，在石英的情况下是1.47。c是光速，是3×108m/s。在LW2＝3GHz的情况下，根据上述式(1)，标准具的长度Δx为34mm。此外，标准具的长度Δx在制造上80mm左右是极限。因此，LW2的下限值为1.3GHz左右。
通过标准具引起法布里－珀罗干涉的情况下的光路差dx由以下的式(2)表示。
[数式2]
Figure BDA0003004831710000161
例如，在Δx＝34mm的情况下，光路差dx为100mm。
接着，使用图6A及图6B对通过由散射体90使图3A及图3B所示的射出光L2散射而产生的散射光L3进行说明。
图6A及图6B是表示通过使有关本实施方式的气溶胶计测装置1射出的多激光散射而产生的散射光L3的光谱的一例的图。在图6A及图6B各自中，横轴表示频率，纵轴表示信号强度。
图6A表示散射光L3的光谱。散射光L3与射出光L2同样，由具有相等的频率间隔MW2的多个峰值的光构成。光谱中包含的多个峰值分别与射出光L2中包含的多个峰值对应。散射光L3的频率间隔MW2与射出光L2的频率间隔LW2相等。这里，表示了多个峰值的信号强度相互相等的例子，但也可以相互不同。
图6B是图6A的放大图，仅将光谱的1个峰值、即散射光L3中包含的1个光放大表示。
如上述那样，散射光L3包含米氏散射光和瑞利散射光。米氏散射光的光谱与散射前的射出光L2的光谱实质上相同。另一方面，瑞利散射光通过构成大气的分子的热运动而频率宽度变大。此外，瑞利散射光的强度通常比米氏散射光的强度低。
因此，如图6B所示，散射光L3的光谱与图3B所示的射出光L2的光谱相比，具有峰值的下摆更宽的形状。中心较高的峰值相当于米氏散射光，下摆部分相当于瑞利散射光。另外，在图6B中，将由构成大气的分子带来的瑞利散射光的信号强度和由气溶胶带来的米氏散射光的信号强度设为3：1。另外，这里的信号强度由峰值的面积表示。此外，表示米氏散射光的峰值的半值全宽MW1与射出光L2的半值全宽LW1相等。
表示瑞利散射光的下摆部分的半值全宽RW根据通常的实测，已知是3.4GHz到3.9GHz左右。作为一例，瑞利散射光的半值全宽RW可以设为3.6GHz(Δλ＝1.9pm)。
另外，Δλ基于以下的式(3)计算。
[数式3]
Figure BDA0003004831710000171
在式(3)中，Δf＝RW。c是光速，是3×108m/s。λ是中心波长，这里是405nm。
在本实施方式中，通过使散射光L3穿过光学元件10，能够使具有以3GHz的频率间隔出现的多个峰值的光即米氏散射光透射，将其他频率成分的光即瑞利散射光除去。
图7是表示通过迈克尔逊干涉仪使包含由气溶胶带来的米氏散射光和由构成大气的分子带来的瑞利散射光的散射光干涉的情况下的干涉图的计算结果的图。在图7中，横轴表示引起干涉的光路差dx，纵轴表示干涉光的强度。图8是将图7的用虚线包围的区域VI放大的图。
如图7及图8所示，每当光路差dx成为Δx的整数倍，就出现干涉条纹。将dx＝0的干涉条纹定义为第0干涉条纹，将dx＝n×Δx的干涉条纹定义为第n干涉条纹。n是自然数。图8表示第0干涉条纹、第1干涉条纹、第2干涉条纹。第1干涉条纹是通过图4所示的第0透射光与第1透射光的干涉产生的光。第2干涉条纹是通过图5所示的第0透射光与第2透射光的干涉产生的光。
在受光器50中，将从第0干涉条纹到第n干涉条纹加在一起的干涉光被作为米氏散射光L4接受。在本实施方式中，通过调整作为光学元件10的标准具的长度Δx，能够将基于起因于大气散射的瑞利散射光的干涉条纹除去。对适合将瑞利散射光除去的长度Δx的决定方法进行说明。
图9是用于说明没有由气溶胶带来的散射、仅考虑大气散射的情况下的由迈克尔逊干涉仪形成的干涉条纹的频率间隔的依赖性的图。在图9的部分(a)至部分(l)各自中，横轴表示dx，纵轴表示信号强度。图9的部分(a)至部分(l)分别表示射出光L2的频率间隔LW2为2.4GHz、3.0GHz、3.6GHz、3.7GHz、3.8GHz、3.9GHz、4GHz、5GHz、6GHz、10GHz、15GHz、30GHz的情况下的干涉图的计算结果。
如图9所示，随着频率间隔LW2变大，出现的干涉条纹的个数增加，并且，出现的干涉条纹的信号强度变大。例如，在频率间隔LW2为2.4GHz的情况下，实质上仅出现第0干涉条纹，不出现第1以上的干涉条纹。在频率间隔LW2为3.0GHz至4GHz的范围中，出现第0干涉条纹和第1干涉条纹，不出现第2以上的干涉条纹。在频率间隔LW2为5GHz的情况下，除了第0干涉条纹及第1干涉条纹以外，还出现第2干涉条纹。在图9中，将出现第1干涉条纹以上的范围用虚线框表示。
在仅考虑大气散射的情况下出现第2以上的干涉条纹，意味着发生了仅由瑞利散射光带来的干涉。即，意味着在使瑞利散射光入射到光学元件10中的情况下，瑞利散射光透射。因而，如果频率间隔LW2是3.9GHz以下，则第1干涉条纹变小，所以瑞利散射光的透射被抑制。
即，频率间隔LW2为3.9GHz的情况下的第1干涉条纹的大小是频率间隔LW2的第1干涉条纹的大小的50％以下。因此，第1干涉条纹变小，所以能够抑制瑞利散射光透射光学元件10。
由此，通过使频率间隔LW2是3.9GHz以下，能够从散射光L3高效地除去瑞利散射光。在频率间隔LW2是3.9GHz的情况下，根据式(1)，由石英制作的标准具的长度Δx为约26mm。即，通过使用长度Δx为26mm以上的标准具作为光学元件10，能够高效地除去瑞利散射光，能够提高气溶胶的计测精度。
[4.变形例]
接着，对实施方式1的变形例进行说明。
在实施方式1中，在射出光L1和散射光L3间，对于光学元件10的入射面不同。相对于此，在本变形例中，射出光L1和散射光L3的对于光学元件10的入射面相同。以下，以与实施方式1的不同点为中心进行说明，将共同点的说明省略或简略化。
图10是表示有关本变形例的气溶胶计测装置101的结构的图。如图10所示，气溶胶计测装置101与图1所示的气溶胶计测装置1相比，代替镜22而具备镜32、34及36。此外，光源20、聚光透镜40、受光器50及分析部60的配置与实施方式1不同。
如图10所示，镜32及34将被聚光透镜30聚光的散射光L3反射。通过将镜32及34相对于散射光L3以适当的角度配置，能够将散射光L3的行进方向向希望的方向弯曲。在本实施方式中，镜32及34将散射光L3反射，使其向光学元件10入射。
由此，射出光L1和散射光L3都从多层膜12向光学元件10入射。即，射出光L1和散射光L3从光学元件10的第1面入射，从与第1面相反一侧的第2面射出。通过使射出光L1及散射光L3的入射面相同，能够容易地使光学元件10内的光的路径分离。
镜36将穿过了光学元件10的米氏散射光L4反射。通过将镜36相对于米氏散射光L4以适当的角度配置，能够将米氏散射光L4的行进方向向希望的方向弯曲。在本实施方式中，将米氏散射光L4反射，使其经由聚光透镜40向受光器50入射。
由此，如图10所示，能够将光源20和受光器50分离而配置。具体而言，能够使光源20射出的射出光L1中的被光学元件10反射的反射光难以入射到受光器50。反射光成为气溶胶的误检测的原因。此外，反射光由于强度比散射光强，所以也可能超过受光器50能够检测到的临界强度而成为受光器50故障的原因。因此，根据本变形例，能够抑制由反射光造成的气溶胶的误检测及受光器50的故障等。
此外，在本变形例中，被镜34反射的散射光L3相对于光学元件10倾斜入射。散射光L3的入射角θ例如是5°以下。由此，当散射光L3穿过光学元件10内时引起法布里－珀罗干涉的光路差dx可用以下的式(4)表示。
[数式4]
Figure BDA0003004831710000191
此时，相对于θ＝0的情况的变化量Δdx由式(5)表示。
[数式5]
Figure BDA0003004831710000192
通过进行调整以使光路差的变化量Δdx成为光源20射出的光的波长λ的整数倍，能够调整为干涉条纹内的基于波长的干涉的明亮点。
(实施方式2)
接着，对实施方式2进行说明。
在实施方式2中，受光器50具有在规定期间中将入射的光截断的功能。以下，以与实施方式1的不同点为中心进行说明，将共同点的说明省略或简略化。
图11是表示有关本实施方式的气溶胶计测装置201的结构的图。如图11所示，气溶胶计测装置201与图1所示的气溶胶计测装置1相比，新具备遮光部251。
遮光部251将光源20射出的射出光L1截断。遮光部251例如是可动式的遮光开闭器(shutter)。如图11的中空的双箭头所示，遮光部251能够在将受光器50的受光面覆盖的位置与不覆盖的位置之间移动。图11的由虚线表示的位置是将受光面覆盖的位置，通过由遮光部251将受光面覆盖，能够将向受光器50的光的入射截断。此外，在遮光部251不覆盖受光面的情况下，能够使光向受光器50入射。遮光部251的位置由受光器50控制。
图12是用于说明有关本实施方式的气溶胶计测装置201的遮光部251的动作的图。在图12的部分(a)中，横轴表示时间，纵轴表示射出光L1的强度。在图12的部分(b)中，横轴表示时间，纵轴表示受光器50的受光强度。
如图12的部分(a)所示，光源20射出脉冲状的射出光L1。射出光L1的时间宽度tp例如是10纳秒。例如，光源20定期地射出时间宽度tp的脉冲状的射出光L1。射出光L1的射出间隔即脉冲的时间间隔没有被特别限定，例如比光行进能够检测气溶胶的最大距离的2倍所需要的时间长。
在射出光L1入射到光学元件10中的情况下，如图11所示，一部分光不透射光学元件10，而作为反射光L5向入射侧反射。在此时的反射光L5被受光器50接受的情况下，如图12的部分(b)所示，输出与反射光L5的强度对应的信号。
由于光学元件10与受光器50的距离比散射体90与受光器50的距离充分短，所以由光学元件10带来的反射光L5在从射出光L1被射出起到米氏散射光L4被接受为止的期间内被受光器50接受。
因此，在本实施方式中，受光器50通过对遮光部251进行控制，在从射出光L1被射出起到经过规定的期间tm为止的期间中将受光截断。期间tm是比脉冲状的射出光L1的时间宽度tp长的期间。例如，期间tm是10.1纳秒。期间tm的开始时间点例如是与射出光L1的射出同时。
如以上这样，根据有关本实施方式的气溶胶计测装置201，能够抑制由反射光造成的气溶胶的误检测及由受光器50的饱和造成的故障等。
另外，在本实施方式中，说明了将向受光器50入射的光物理上截断的例子，但并不限于此。例如，分析部60也可以在从受光器50输出的信号中将相当于反射光的信号忽视即不利用于气溶胶的分析。或者，受光器50也可以在期间tm中不输出信号。即，气溶胶计测装置201也可以将向受光器50入射的光在信号处理上截断。
(实施方式3)
接着，对实施方式3进行说明。
在实施方式1中，表示了射出光L1和散射光L3向单一的光学元件10入射的例子。相对于此，在实施方式3中，射出光L1和散射光L3分别向相互不同的光学元件入射。以下，以与实施方式1的不同点为中心进行说明，将共同点的说明省略或简略化。
图13是表示有关本实施方式的气溶胶计测装置301的结构的图。如图13所示，气溶胶计测装置301与图1所示的气溶胶计测装置1相比，代替光学元件10而具备两个光学元件310及315。
光学元件310及315分别是具有相互相同的光学特性的第1光学元件及第2光学元件的一例。例如，光学元件310及315分别具有与有关实施方式1的光学元件10相同的光学特性，使入射的光在内部干涉，作为具有相等的频率间隔的多个峰值的光射出。在将相同的光入射到光学元件310及315中的情况下，从光学元件310射出的光的频率间隔与从光学元件315射出的光的频率间隔相同。光学元件310及315分别是具有相同的光学特性的标准具。
此外，与实施方式1同样，上述的光的频率间隔也可以是3.9GHz以下。
在本实施方式中，光学元件310位于射出光L1的光路上。光学元件310使入射的射出光L1在内部干涉，使其成为作为多光的射出光L2向大气中射出。光学元件310相当于有关实施方式1的光学元件10的第1部分10a。
光学元件315位于散射光L3的光路上。光学元件315使由聚光透镜30聚光的散射光L3在内部干涉，使米氏散射光L4穿过。即，光学元件315从入射的散射光L3中除去瑞利散射光，使米氏散射光L4透射。光学元件315相当于有关实施方式1的光学元件10的第2部分10b。
这样，在有关本实施方式的气溶胶计测装置301中，由于具备两个光学元件310及315，所以能够容易地将射出光L1的路径和散射光L3的路径分离。此外，能够提高气溶胶计测装置301内的各元件的配置及光路径的设计自由度。
(其他实施方式)
以上，基于实施方式对有关1个或多个技术方案的气溶胶计测装置及气溶胶计测方法进行了说明，但本发明并不限定于这些实施方式。只要不脱离本发明的主旨，对本实施方式施以了本领域技术人员想到的各种变形后的形态、以及将不同实施方式的构成要素组合而构建的别的形态也包含在本发明的范围中。
例如，光学元件也可以不是标准具。光学元件只要是与标准具同样引起法布里－珀罗干涉的元件就可以。
此外，在上述实施方式中，也可以由别的处理部执行特定的处理部执行的处理。此外，也可以将多个处理的顺序变更，或者也可以将多个处理并行执行。此外，气溶胶计测装置具备的构成要素向多个装置的分配是一例。例如，也可以由其他装置具备一个装置所具备的构成要素。此外，也可以将气溶胶计测装置作为单一的装置实现。
例如，在上述实施方式中说明的处理既可以通过使用单一的装置(***)进行集中处理来实现，或者也可以通过使用多个装置进行分散处理来实现。此外，执行上述程序的处理器既可以是单个，也可以是多个。即，既可以进行集中处理，或者也可以进行分散处理。
此外，在上述实施方式中，分析部等的构成要素的全部或一部分也可以由专用的硬件构成，或者也可以通过执行适合于各构成要素的软件程序来实现。各构成要素也可以通过由CPU(Central Processing Unit)或处理器等的程序执行部将记录在HDD(Hard DiskDrive)或半导体存储器等的记录介质中的软件程序读出并执行来实现。
此外，分析部等的构成要素也可以由1个或多个电子电路构成。1个或多个电子电路分别既可以是通用的电路，也可以是专用的电路。
在1个或多个电子电路中，例如也可以包括半导体装置、IC(Integrated Circuit)或LSI(Large Scale Integration)等。IC或LSI既可以集成到1个芯片上，也可以集成到多个芯片上。这里称作IC或LSI，但根据集成的程度而叫法变化，也可以称作***LSI、VLSI(very large scale integration)或ULSI(ultra large scale integration)。也可以以相同的目的使用可在LSI的制造后编程的Field Programmable Gate Array(FPGA)。
此外，本发明的全局性或具体的技术方案也可以通过***、装置、方法、集成电路或计算机程序实现。或者，也可以由存储有该计算机程序的光盘、HDD或半导体存储器等的计算机可读取的非暂时性的记录介质实现。此外，也可以由***、装置、方法、集成电路、计算机程序及记录介质的任意的组合实现。
此外，上述的各实施方式在权利要求书或其等价的范围中能够进行各种变更、替换、附加、省略等。
产业上的可利用性
本发明能够作为能够简单地计测气溶胶的小型的气溶胶计测装置等利用，例如能够用于室内的有害的微粒子的计测及室外的气象观测等。
标号说明
1、101、201、301 气溶胶计测装置
10、310、315 光学元件
10a 第1部分
10b 第2部分
11 透光部
12、13 多层膜
20 光源
22、32、34、36 镜
30、40 聚光透镜
50 受光器
60 分析部
90 散射体
251 遮光部
L1、L2 射出光
L3 散射光
L4 米氏散射光
L5 反射光

Claims (21)

1.一种气溶胶计测装置，用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶，其中，具备：
光源；
光学元件，(i)将通过使从上述光源射出的射出光在内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射，并且(ii)通过使由上述散射体产生的散射光在上述内部干涉而射出米氏散射光；以及
受光器，接受上述米氏散射光，输出与受光强度相应的信号。
2.如权利要求1所述的气溶胶计测装置，其中，
上述光学元件是标准具。
3.如权利要求1或2所述的气溶胶计测装置，其中，
上述频率间隔是3.9GHz以下。
4.如权利要求1～3中任一项所述的气溶胶计测装置，其中，
上述光学元件具有：
第1部分，包括上述射出光穿过的路径；以及
第2部分，包括上述散射光穿过的路径，与上述第1部分不同。
5.如权利要求4所述的气溶胶计测装置，其中，
上述光学元件具有第1面和上述第1面的相反侧的第2面；
上述射出光及上述散射光从上述第1面向上述光学元件入射。
6.如权利要求4所述的气溶胶计测装置，其中，
上述光学元件具有第1面和上述第1面的相反侧的第2面；
上述射出光从上述第1面向上述光学元件入射；
上述散射光从上述第2面向上述光学元件入射。
7.如权利要求1～6中任一项所述的气溶胶计测装置，其中，
上述射出光是脉冲光；
上述受光器在从上述脉冲光被射出起到经过比上述脉冲光的时间宽度长的期间为止将受光截断后，接受上述米氏散射光。
8.如权利要求1～7中任一项所述的气溶胶计测装置，其中，
上述散射光相对于上述光学元件倾斜入射。
9.如权利要求1～8中任一项所述的气溶胶计测装置，其中，
上述光源是激光元件或发光二极管。
10.如权利要求1～9中任一项所述的气溶胶计测装置，其中，
还具备将上述散射光聚光的聚光部；
上述聚光部在上述散射光在上述光学元件的上述内部干涉之前将上述散射光聚光。
11.如权利要求1～10中任一项所述的气溶胶计测装置，其中，
还具备对上述信号进行处理的信号处理电路。
12.一种气溶胶计测装置，用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶，其中，具备：
光源；
第1光学元件，将通过使从上述光源射出的射出光在内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射；
第2光学元件，通过使由上述散射体产生的散射光在上述内部干涉，射出米氏散射光；以及
受光器，接受上述米氏散射光，输出与受光强度相应的信号。
13.如权利要求12所述的气溶胶计测装置，其中，
上述第1光学元件及上述第2光学元件是标准具。
14.如权利要求12或13所述的气溶胶计测装置，其中，
上述频率间隔是3.9GHz以下。
15.如权利要求12～14中任一项所述的气溶胶计测装置，其中，
上述射出光是脉冲光；
上述受光器在从上述脉冲光被射出起到经过比上述脉冲光的时间宽度长的期间为止将受光截断后，接受上述米氏散射光。
16.如权利要求12～15中任一项所述的气溶胶计测装置，其中，
上述散射光相对于上述第2光学元件倾斜入射。
17.如权利要求12～16中任一项所述的气溶胶计测装置，其中，
上述光源是激光元件或发光二极管。
18.如权利要求12～17中任一项所述的气溶胶计测装置，其中，
还具备将上述散射光聚光的聚光部；
上述聚光部在上述散射光在上述第2光学元件的上述内部干涉之前将上述散射光聚光。
19.如权利要求12～18中任一项所述的气溶胶计测装置，其中，
还具备对上述信号进行处理的信号处理电路。
20.一种气溶胶计测方法，用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶，其中，包括以下处理：
将通过使从光源入射的光在光学元件的内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射；
通过使由上述散射体产生的散射光在上述光学元件的上述内部干涉，从上述光学元件射出米氏散射光；以及
接受上述米氏散射光，取得与受光强度相应的信号。
21.一种气溶胶计测方法，用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶，其中，包括以下处理：
将通过使从光源入射的光在第1光学元件的内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射；
通过使由上述散射体产生的散射光在第2光学元件的内部干涉，从上述第2光学元件射出米氏散射光；以及
接受上述米氏散射光，取得与受光强度相应的信号。
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