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1.
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基于图像动态光散射的二维纳米颗粒粒度测量
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陈远丽 Paul Briard 蔡小舒《光学学报》,2019年第6期
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提出了一种基于图像动态光散射原理测量二维纳米颗粒粒度的新方法,称为平移转动-图像动态光散射(TR-IDLS)法。采用会聚的偏振高斯光束照射样品池中处于布朗运动的二维纳米粒子,分别采集纳米粒子的水平偏振散射光信号和垂直偏振散射光信号。根据两个偏振方向上散射光光强波动的时间相关函数,计算出纳米颗粒的平移和转动扩散系数的分布,进而从扩散系数中获得颗粒的长宽比、等效直径和厚度的分布。采用该方法测量了球形标准纳米颗粒和片状云母颗粒的粒径。采用电镜获得了片状云母颗粒的形状和等效直径,并与TR-IDLS方法的实验结果进行比较,验证了TR-IDLS方法的可行性。
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2.
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颗粒溶液颗粒尺寸及浓度的差分偏振弹性散射光谱在线分析方法
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陈伟康 方晖《光谱学与光谱分析》,2016年第3期
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偏振弹性散射光谱技术的基本原理为在偏振光入射条件下,根据出射光的偏振特性不同可以筛选出浅表层组织的单次散射光信息和深层组织的漫散射光信息。该研究的创新点在于将这种方法应用于颗粒溶液检测,目的是在颗粒溶液原始状态下实现对颗粒尺寸及浓度的同时检测。设计了一个共轴笼式光学系统,测量了聚苯乙烯微球颗粒溶液某一角度的背向散射信号,通过控制入射端和收集端偏振片的偏振方向获得了颗粒溶液的偏振平行光谱与偏振垂直光谱,两者之差即偏振差分光谱对应颗粒的单次散射信息,将该单次散射信息与Mie散射数据库进行比对获得颗粒的尺寸,然后在颗粒尺寸作为已知的条件下进一步分析偏振垂直光谱,将该垂直光谱对应的颗粒溶液的漫散射信息代入光漫散射下的近似表达式拟合得到颗粒的浓度信息。将实验结果与样品提供值进行了比对,并进一步分析了在获取颗粒数浓度时,颗粒直径的方差分布对结果的影响,最终验证了该实验方法的可行性。该方法的潜在应用包括对标准颗粒制造厂商的产品在线检测以及对牛奶制品中脂肪和蛋白质的浓度检测研究。
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3.
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基于后向散射的高浓度纳米颗粒粒度分布测量方法研究
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《应用光学》,2021年第3期
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传统的动态光散射法通常采集侧向散射进行纳米颗粒粒度分布的测量,由于多次散射的影响,利用侧向散射不能准确测量高浓度样品的颗粒粒度分布。针对该问题,对后向散射测量方法进行了研究,在实验基础上提出了后向散射最佳光程的判断准则。在不同样品浓度下,用侧向散射和后向散射方法对标称粒径分别为110 nm、220 nm的聚苯乙烯乳胶球颗粒进行了测量。实验结果表明,对于高浓度的待测样品,后向散射测量方法通过自适应调整光程,在最优光程处进行测量,能够有效得到高浓度纳米颗粒的粒径及粒度分布,测量结果相对误差为2.72%。
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4.
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动态光散射实验中散射光偏振状态的研究 被引次数：2
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张华东 娄本浊《光散射学报》,2008年第20卷第3期
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颗粒散射光的偏振状态对提高动态光散射实验系统空间相干性和测量结果正确性有着重要影响,因此研究散射光的偏振状态具有重要现实意义的。本文利用米散射理论分析了入射光与散射光偏振状态之间的关系,在此基础上揭示了在动态光散射中使用垂直偏振光作为入射光的理论依据,并在实验中验证了上述理论的正确性。
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5.
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基于Mie散射理论的颗粒粒度分布转换
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王文静 刘伟 陈文钢 John C.Thomas 王雅静 申晋《光散射学报》,2018年第1期
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使用动态光散射法可以获得颗粒的光强加权平均粒径,以及光强加权颗粒粒度分布。为获得数量或体积加权颗粒粒度分布,提出从光强分布到数量分布转换的直接比值法。该方法首先依据Mie散射理论求解不同粒径颗粒的散射光强,然后将光强分布与对应颗粒的散射光强进行比对,获得颗粒的数量分布,进而得到颗粒的体积分布。使用动态光散射法测量得到聚苯乙烯乳胶球混合样品的光强分布,利用直接比值法将光强分布转换为数量分布和体积分布,并与扫描电子显微镜测量的数量分布进行了对比,实验数据表明采用直接比值法能够获得准确的数量分布。
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6.
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基于单模光纤的DLS粒径测量研究
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娄本浊《光散射学报》,2009年第21卷第3期
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动态光散射技术是一种测量纳米颗粒粒径分布的最有效方法。为了克服高浓度样品溶液中存在的多重散射效应, 本文基于单模光纤搭建了一套DLS实验系统, 传输光纤的输出端与接收光纤的接收端都作了抛光磨平处理。在模拟复杂工业环境下, 分别用低浓度单分散、不同浓度单分散以及高浓度多分散性标准聚苯乙烯乳胶球悬浮液检测了该系统的适用性。实验结果表明, 利用该系统可快速准确的测量体积分数达40%的聚苯乙烯乳胶球悬浮液中的纳米颗粒粒径及其分布。
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7.
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一种扩大动态光散射颗粒法可测溶液浓度的改进方法 被引次数：1
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杨晖 郑刚 李孟超 郁飞龙 边岱泉《光学与光电技术》,2008年第6卷第6期
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针对传统动态光散射颗粒测量法测量溶液浓度范围较小的问题，通过模型和实验研究了传统DLS系统双孔结构中测量区大小对测量结果的影响，发现可通过改变测量区大小控制散射体体积，从而扩大测量溶液浓度的范围。并基于传统DLS系统双孔结构光路，通过使用可调狭缝，并增加透镜，扩大了DLS测量溶液浓度范围，实验结果表明了该方法的有效性。
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8.
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光源的偏振态对动态光散射颗粒测量结果的影响 被引次数：1
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杨晖 郑刚 王雅静 吴明华《光学技术》,2009年第35卷第1期
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研究了在动态光散射纳米颗粒测量中,光源的偏振态对测量结果的影响。采用了粒径为100nm、体积浓度为0.5%的标准颗粒作为样品,使He-Ne激光通过起偏器得到0°～180°方向的偏振光,测量了散射光强、偏振度和粒径测量值的变化,计算了相应的粒径均值偏差和标准差,并将这一结果与无偏振He-Ne激光入射进行了比较。结果表明,当入射光为线偏振光时,偏振方向垂直于散射面时测量效果最好;另一方面,由于颗粒系散射迭加造成的散射光偏振度降低,使线偏振光源与无偏振光源产生的散射光偏振度无明显差别,证明在测量中可以使用无偏振He-Ne激光代替。
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9.
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衍射散射式颗粒粒度测量法的研究新进展 被引次数：2
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杨依枫 杨晖 郑刚 蓝科《光学技术》,2011年第37卷第1期
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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,从修正理论模型、改进反演算法、提高探测器性能、缩小测量系统体积等几个角度提出了改进的想法和实例,并介绍了一种称为后向散射光谱傅里叶分析法的新方法,此方法有望大幅延伸测量下限。
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10.
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高浓度超细颗粒的后向光子相关光谱测量技术研究 被引次数：4
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杨晖 郑刚 李孟超 孔平《光子学报》,2009年第38卷第1期
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针对光子相关光谱颗粒粒径测量法不能在线测量高浓度超细颗粒的问题,通过分析溶液浓度对光子相关光谱测量法的影响,设计了一种后向散射光路,提出了后向光子相关光谱测量法.实验采用50 nm、100 nm以及500 nm三种标准乳胶球颗粒,在不同的浓度下分别用两种方法进行了测试.结果证明,后向光子相关光谱测量法能有效抑制多重散射的影响,适用于高浓度超细颗粒粒径的在线测量.
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11.
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混浊介质二维后向漫散射穆勒矩阵的测量 被引次数：3
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胡锐 邓勇 鲁强 骆清铭《光子学报》,2006年第35卷第6期
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研制了一套实验系统用于测量混浊介质的后向漫散射穆勒矩阵.在系统中，激光被调制成所需偏振态，聚焦于混浊介质表面.利用CCD相机配合相应的偏振元件，测量入射点周围区域的后向散射光中特定偏振态的能量空间分布，并由测量值计算出介质的后向漫散射穆勒矩阵.描述了系统的组成、测量原理以及方法，分别测量了消偏振分光棱镜的反射穆勒矩阵和浓度1.5％的脂肪乳溶液的后向漫散射穆勒矩阵.实验证明:该系统能够完全消除样品表面镜面反射光的干扰，精确的测量混浊介质的后向漫散射穆勒矩阵；并可望用于生物组织的研究中.
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12.
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基于CCD传感的激光粒度测试技术研究
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李彩荣 刘缠牢 闫思思《应用光学》,2012年第33卷第4期
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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。
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13.
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基于强度干涉原理的双光路动态测量方法
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王亮 李庆祥 李玉和 陈张玮《光学技术》,2006年第32卷第4期
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在近场光存储方案中,头盘间距动态测控技术是近场光存储理论和技术的实用化。根据近场光学头的飞行特点,提出了一种基于光强干涉原理的测量系统,重点介绍了其测量原理和标定方法。采用双光路结构来提高测量分辨率,利用光偏振特性来消除反馈光对信号光的干扰。通过对系统性能的分析和试验表明,动态特性达到了500kHz,测量分辨率高于1nm,可满足系统高精度动态测试的要求。
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14.
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火灾烟雾颗粒532 nm光散射矩阵实验研究
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张启兴 李耀东 邓小玖 张永明《物理学报》,2011年第60卷第8期
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基于自主研制的结合偏振调制和锁相检测技术的光散射实验装置,测量了两种典型火灾烟雾颗粒(棉绳阴燃烟雾和正庚烷池火烟雾)及超声雾化水滴颗粒的532 nm光散射矩阵元素随散射角的分布. 通过水滴颗粒测量结果与数值计算结果的比较验证了实验装置的可靠性. 对比分析了棉绳阴燃烟雾和正庚烷池火烟雾光散射矩阵元素随散射角的分布特征,讨论了该特征在颗粒区分上的应用. 研究了烟雾颗粒微观形貌特征对光散射矩阵的影响,发现可以利用Lorenz-Mie理论描述棉绳阴燃烟雾的光散射,表明其形貌为球形,并利用模拟退火拟合的方法得到了棉 关键词： 光散射 散射矩阵 烟雾
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15.
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基于法拉第旋镜的干涉型光纤传感系统偏振相位噪声特性研究
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王建飞 王潇 罗洪 孟洲《物理学报》,2012年第61卷第15期
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偏振诱导信号衰落现象的抑制是干涉型光纤传感系统的关键技术之一. 针对法拉第旋镜(FRM)法抑制偏振诱导信号衰落技术的残留偏振相位噪声问题进行了深入的理论和实验研究. 运用琼斯矩阵法建立了基于法拉第旋镜的干涉型光纤传感系统偏振相位噪声的理论模型; 分析了影响系统偏振相位噪声的主要原因: 法拉第旋镜的旋光角度偏差、入射光偏振态调制度、干涉仪两臂光纤双折射; 提出了相应的抑制偏振相位噪声的方法. 详细仿真分析了入射光偏振态调制度对干涉型光纤传感系统偏振相位噪声的影响, 仿真分析得出若法拉第旋镜旋光角度偏差为最大工艺制造误差1°, 当入射光偏振态调制度为1.84 rad时, 系统可能出现的最大偏振相位噪声为0.0815 rad. 最后, 搭建了基于M-Z型偏振态调制器的偏振相位噪声测试系统, 测试了在传输光纤受到外界偏振扰动的情况下, 干涉传感系统存在的偏振相位噪声, 实验测试结果与理论分析结果基本一致, 有力地证明了该偏振相位噪声理论分析模型的正确性.
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16.
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基于Mie散射光强的多角度动态光散射复合角度加权方法
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黄钰 申晋 徐敏 孙成 王雅静 刘伟 毛帅《光子学报》,2018年第4期
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针对多角度动态光散射测量技术中通过Mie散射光强计算的角度权重估计方法存在信息利用率与抗噪性之间的矛盾,提出利用每一角度所有粒度的整体Mie散射空间特征进行角度加权和利用每一粒度对应Mie散射光的细节特征对核矩阵做元素加权的复合角度加权方法,并结合正则化方法进行了模拟和实测的多角度动态光散射数据反演.与采用光强比值法和光强均值法的反演结果比较表明,多角度动态光散射反演结果与角度加权方法密切相关.无噪声影响时,光强比值法和复合角度加权法都能得到准确的颗粒粒度分布,但光强均值法信息利用率不高;随着噪声水平的提高,光强比值法反演结果急剧变差,表现出较低的抗噪性能.复合角度加权方法通过兼顾信息利用率和抗噪性能,使得增加散射角时信息增多的优势得以更好地显现,并且有效地抑制了角度增多带来的噪声影响.该加权方法显著提高了多角度动态光散射进行颗粒测量,特别是对多峰分布颗粒体系测量的准确性.
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17.
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微小颗粒的光散射数值模拟 被引次数：2
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邓志宏 桂许春 廖树帜《应用光学》,2006年第27卷第6期
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简单介绍了以经典Mie理论为基础的光散射测量技术在颗粒直径和颗粒浓度测量中广泛的应用。分别以Mie理论和离散偶极子近似理论(DDA)为基础, 用数值计算方法分析了球型颗粒的光散射特性，给出了微小颗粒对平行入射光散射的强度函数和散射偏振度的数值计算方法。得到了强度函数和偏振度随相关物理参量变化的三维图，为微小颗粒散射研究提供了一种三维视图。计算结果表明：当尺度参量x＜4时，2种方法所得结果差异不大；随尺度参量增大，2种方法所得结果出现较大差异。与经典Mie理论相比，由于离散偶极子近似理论可以解决各种形状的颗粒散射问题，其应用前景更广泛。
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18.
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固体介质中超声应力场的定量测量
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安志武 胡中韬 廉国选 王小民《应用声学》,2018年第37卷第1期
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回顾了基于动态光弹技术的超声应力测量方法,分析了各方法的优缺点。优化了现有光弹系统的前端光路,提出了电控旋转偏振和自动判读技术,研制了高稳定性的动态光弹实验系统。利用Senarmont补偿法实现了高精度的应力测量。多次重复测量结果表明,该系统测量结果的相对标准偏差小于1%。光弹测量数据与电测结果相比,其相似系数为99.95%,显著性水平小于0.001,证明了测量结果的可靠性。
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19.
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几种散射介质散射光解偏度的测量 被引次数：1
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曹念文 刘文清 张玉钧《物理学报》,2000年第49卷第4期
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阐述散射光解偏度的测量方法,对于不同偏振态的入射光通过改变探测器前检偏器的检偏特性,测量16组不同态的散射光能量,经过计算可得到该散射介质的解偏振度.实验测量了水体和光学玻璃的透射光、铜、铝、标准反射板的反射光以及有机玻璃不同位置透射光的解偏振度,并进行了比较,建立在实验基础上的理论计算与实验现象相符合 关键词：
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20.
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水下多粒子场激光偏振特性研究
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周宁 王江安 梁善勇 张征一 张延彬《光学与光电技术》,2014年第12卷第4期
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水中粒子偏振效应的变化对激光水下探测领域的研究具有重要意义。针对不同粒子多次散射对后向散射光强以及偏振度的影响规律问题,基于激光偏振特性理论,通过实验测量的方法,对比分析了线偏振激光入射不同气泡大小和不同气泡数密度形成的气泡幕、不同气泡幕所在距离、洁净水与混浊水、不同入射角度情况下回波信号在强度和偏振度特性上的差异性,验证了水下激光偏振特性变化用于激光水下探测领域的可行性。
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