随机分布粒子侧向散射光特性的实验研究

两种不同直径(0．22μm和0．494μm)的粒子与过滤的蒸馏水制作不同体积分数的悬浮液作为散射介质。比较了微粒子群侧向散射光中垂直与水平两种偏振光的强度分布。实验结果表明，直径大的粒子其侧向散射光中水平方向线偏振强度远远小于直径小的粒子，而垂直方向线偏振强度却完全相反，远远大于直径小的粒子。     

用小角X射线散射研究纳米粒子的粒度分布

采用小角X射线散射中的对数高斯分布函数的方法，确定了纳米粒子的粒度分布。通过理论分析、计算，对氧化锌纳粒子进行实验测试。结果表明，氧化锌纳米粒子的平均半径尺寸为3．34nm，分布的标准偏差为1．35。     

水溶性硫化铅纳米粒子的合成及应用于汞离子检测

室温下以柠檬酸三纳为稳定剂,在水相中合成了PbS纳米粒子（NP-PbS）。用共振光散射技术（RLS）探索了最佳条件下,体系RLS强度（IRLS）与汞离子浓度在0.001—10μmol/L测定区间内呈现良好的线性（r=0.9941）,据此,建立了测定水中的微量汞的方法。方法的检出限为0.6nmol/L,样品加标平均回收率为100.35%。     

激光散射法对尿液中纳米微晶粒径及其分布的研究

泌尿系结石已经成为威胁人类健康的一种常见病、多发病,目前对其形成的机制尚不清楚。文章采用激光散射法测定了正常人尿液和尿石症患者尿液中纳米粒子的粒径和粒径分布,该方法快速准确、经济、容易操作。正常人尿液比尿石症患者尿液的稳定性好,归因于正常人尿液中纳米微晶尺寸分布均匀,不容易聚集,而尿石症患者尿液的纳米微晶尺寸分布不均匀,粒子间容易聚集而沉降。通过分析尿样稀释、离心或者用微孔滤膜过滤后体系的光强-自相关函数曲线,得到了制备稳定的尿样悬浮液的方法：尿样先稀释20%,然后离心或用1.2 μm微孔滤膜过滤,可得到稳定的尿液悬浮液。激光散射法结果与TEM检测结果一致。从尿液中存在的范德华力、尿液粘度、酸碱性、离子强度、尿液中纳米微晶的表面电荷和Zeta电位等方面解释了尿液稳定的原因。     

基于光热效应实现金纳米粒子的聚集及其SERS应用

为了实现金纳米粒子的高效聚集,获得高灵敏度的表面增强拉曼散射(SERS)基底,并研究激光对金纳米粒子的光热效应,搭建了一套集成像、SERS探测、光捕获为一体的光操控-显微拉曼系统,通过实验研究了光热效应对溶液中金纳米粒子的作用以及对待测物芘的SERS信号增强效应。此外,利用时域有限差分(FDTD)法从理论上计算了金纳米粒子聚集体与单个金纳米粒子的电场增强效果。结果表明:溶液中的金纳米粒子在热泳力及对流的共同作用下在石英衬底表面聚集,聚集速度受外界环境温度的影响;随着聚集时间延长,待测物芘的SERS信号强度增加,且其稳定后的SERS信号强度比金纳米溶胶基底增强了15倍;FDTD模拟结果表明金纳米粒子聚集体会产生比单个金纳米粒子更高的SERS增强因子,增强因子为1.30×10⁷。本研究利用光热效应实现了大范围、高效率捕获金纳米粒子的光操控,该方法可显著提高金纳米粒子的SERS效应,在化学和生物等领域的物质检测分析方面具有较大的应用潜力。     

用蒙特卡罗方法计算光通过薄层随机分布粒子的散射

本文利用蒙特卡罗方法计算准直光束通过薄层随机分布粒子散射的透射和反射光强,并和输运理论的扩散近似结果做了比较。当散射接近各向同性时两者符合良好。当散射明显地成为各向异性时,蒙特卡罗方法的结果是合理的,而输运理论的扩散近似失效。     

粒子的衍射态及其几率分布

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激光多普勒测速中散射粒子的大小对信噪比的影响

采用双光束干涉条纹模型,用光散射理论分析了激光多普勒测速中球形散射粒子的大小对散射光信噪比的影响。用数值解法求得了信噪比随散射粒子半径变化的曲线。仅从穿过测控区时光信号的信噪比这一方面考虑,结论是:粒子半径的取值不应大于干涉条纹宽度的0.35倍。     

氧化铜纳米粒子的制备及其SERS特性

采用激光刻蚀法在水溶液中制备了氧化铜纳米粒子,刻蚀完成后将氧化铜胶体沉积在铝片上形成一层氧化铜岛膜.所得纳米粒子的紫外—可见吸收峰在280 nm处,表明所得为氧化铜.原子力显微镜观察表明所制得的纳米粒子具有椭圆状结构,长轴约为30～50 nm,厚度约为8 nm.扫描电镜图片显示氧化铜粒子沉积在铝基底后形成了大小在0.5...     

用多波长消光法测量大颗粒的尺寸分布

基于Mie光散射理论,提出一种用多波长消光原理(light extinction)测量大颗粒的尺寸分布的方法.理论分析及计算机数值模拟表明,采用可见光波段的多波长消光法可将测粒上限扩展至300μm以上.文中给出了数值模拟结果和对几种大尺寸标准颗粒的实测结果.     

细菌觅食优化算法在光散射法颗粒粒度反演中的应用

针对函数约束算法中传统的智能算法反演时存在鲁棒性差和易陷入局部最优的缺点,提出了将正则化理论与细菌觅食优化算法相结合应用在颗粒粒度的测量中。引入Tikhonov平滑泛函来构建算法的目标函数,采用L曲线法确定正则化参数;再利用细菌觅食优化算法通过趋向、聚群、复制和迁徙等四种智能行为,迭代计算来搜寻函数的最优解。实验仿真结果表明:利用细菌觅食优化算法实现了在不同程度的随机噪声下的服从J-SB分布的单峰分布的均匀球形颗粒粒度分布反演,其反演结果更稳定,反演精度高,对于实现稳定、快速、准确的颗粒粒度在线测量具有重要的意义。     

衍射散射式颗粒粒度测量法的研究新进展

介绍了衍射散射式颗粒粒度测量法的基本光路结构和理论模型,讨论了决定其性能优劣的重要指标--测量下限,对影响测量下限向小粒径范围延伸的参数进行了分析.继而介绍了近年来国内外主要粒度仪品牌在光学结构和散射理论模型方面所做的改进,阐述了它们的工作原理和性能特点.最后对衍射散射式颗粒粒度测量法的发展前景做出了展望,从修正理论模...     

对纳米微粒制备教学实验中微粒尺寸表征的探讨

讨论了纳米微粒制备教学实验的尺寸表征方法．用称重法得出纳米微粒的视比重，TEM法观测纳米微粒的粒径分布．发现视比重与粒径分布之间有定量的依存关系．可以将视比重换算成微粒尺寸，并对不同制备条件下的Cu纳米粉的物理参量与微粒尺寸之间的关系进行了探讨．     

激光衍射微粒测量中的独立模式反演算法

在用激光衍射法测量微粒直径及其分布时得到的矩阵方程组是一组病态方程 ,无法直接求解。目前大多数求解方法是采用已知模式的拟合算法。但由于在实际中的微粒直径的分布是多种多样的 ,因此难以用一种或几种分布函数去近似描述。试图从微粒衍射的特征着手提出一种未知分布的独立模式的求解方法     

基于激光片光成像的脉冲防暴水炮粒度测量

根据PIVS方法,搭建了适用于脉冲射流的粒度测量系统,提出了相应的粒度测量算法.利用计算机生成的标准粒子图像,进行了算法验证.分别利用该系统和激光粒度仪对小型喷壶的稳态流场进行了比较测量.结果表明:该系统能够得到瞬时粒度图像,可以实现非稳态流场的粒度测量.     

Anomalous diffraction approximation method for retrieval of spherical and spheroidal particle size distributions in total light scattering

Using total light scattering technique to measure the particle size distribution has advantages of simplicity in measurement principle and convenience in the optical arrangement. However, the calculation of extinction efficiency based on Mie theory for a spherical particle is expensive in both time and resources. Thus, a simple but accurate approximation formula for the exact extinction efficiency may be very desirable. The accuracy and limitations of using the anomalous diffraction approximation (ADA) method for calculating the extinction efficiency of a spherical particle are investigated. Meanwhile, the monomodal and bimodal particle size distributions of spherical particles are retrieved using the genetic algorithm in the dependent model. Furthermore, the spheroidal model in the retrieval of non-spherical particle size distribution is also discussed, which verifies the non-sphericity has a significant effect on the retrieval of particle size distribution compared with the assumed homogeneous isotropic sphere. Both numerical computer simulations and experimental results illustrate that the ADA can be successfully applied to retrieve the particle size distributions for spherical and spheroidal particles with high stability even in the presence of random noise. The method has advantages of simplicity, rapidity, and suitability for in-line particle size measurement.     

光全散射法测量微粒尺寸分布的研究

本文从光全散射法的基本原理出发,提出了测量微粒尺寸分布的独立道模式光全散射测量法和非独立模式光全散射测量法,解决了以往光全散射法只能测量微粒的平均直径,不能给出尺寸分布,并且测量范围小,测量结果有多值性的缺陷,独立模式光全散射测量法还能用于测量多峰分布微粒的尺寸分布,数值计算和实验研究表明用本文方法,测量结果准确,可靠。     

基于CCD传感的激光粒度测试技术研究

颗粒测试在工业生产和科学研究中涉及的领域非常广泛,常用的颗粒粒度及其分布的测试方法是激光粒度测试法,其具有测试精度高、测量速度快、重复性好和可测粒径范围宽等突出优点。CCD传感器有灵敏度高、分辨率高、噪声小和较大的动态范围等优点,其作为激光粒度仪的探测器提高光强分辨率的应用已经很普遍了。为提高测量精度,通过对CCD传感技术的研究,应用图像处理的方法来设计光电探测器,搭建了基于米氏散射原理的激光粒度测试系统。实验结果表明,用CCD传感器采集光散射图像,再对图像进行处理,D50与D10误差在6%之内,D90误差在1%之内,降低了测量的重复误差。