亚微米级扁椭球颗粒群的散射特性

采用T矩阵方法计算亚微米级扁椭球随机取向分布颗粒群的散射特性,研究消光截面、散射截面、吸光截面、单散射反照率、非对称因子以及散射矩阵元素与颗粒的大小、折射率、长短轴比之间的关系。结果表明,随颗粒粒径增大,消光截面、散射截面、吸光截面、非对称因子都单调增加,散射相函数F11的角分布曲线特征可以区分颗粒的大小;颗粒越偏离球形,颗粒对入射光的衰减效率越低,后向散射光强越强,在轴比不大时,前向50°内的F22/F11值可以区分颗粒的形状;折射率变化主要是对后向散射光的分布产生影响,实部、虚部的变化可分别通过F34/F11的角分布曲线、F12/F11的第一个峰值来体现。     

Mie理论在静态光散射粒度测量的应用下限研究

测量下限是光散射颗粒测试技术的关键问题。本文通过理论分析、比较归一化散射光强的分布图和构造方差函数F(d)对颗粒散射光的光强分布进行了定性和定量的讨论,对Mie散射向Rayleigh散射趋近的情况进行了分析,讨论了散射光光强大小的分布,分析了测量不同粒径的颗粒的可行性,最终得到在入射光源是波长为0.6328μm的He-Ne激光器的情况下,当粒径d取200nm以上时,不同粒径颗粒的M ie散射光强分布有较大差别,适合用静态光散射的方法来判断颗粒粒径。     

基于Mie散射理论的微球体颗粒数值模拟计算和实验研究

应用Mie散射理论,在散射角0～π范围内,模拟微球体颗粒的散射光强度与粒径大小的变化关系,分析了相对折射率的大小对散射光强度的影响;在实验装置条件下,分别模拟了散射光强度与粒径大小的变化关系及2um、5um、10um三种粒子的散射光强度与波长的变化关系。实验验证了数值模拟与实验结果基本一致,也证明实验中粒子散射遵从Mie散射理论模型。     

多角度动态光散射法的纳米颗粒精确测量

基于动态光散射原理,采用自主研发的多角度动态光散射装置,对纳米及亚微米颗粒粒径准确测量方法进行了探究。自研装置采用带有光阑组的精密入射光路设计,以及匹配液池及Beam-stop设计,极大提高了信噪比;同时避免了测量角度的互补方向上,由于样品池与空气界面折射率不同导致的反射光信号对有效信号的干扰。在此基础上,对不同浓度、粒径的聚苯乙烯(PS)颗粒溶液进行了测定及不确定度分析。结果表明,对同一粒径的PS颗粒,增加颗粒浓度时,多重散射首先发生于大、小测量角度,越接近90°,发生多重散射的浓度越高;随着粒径增大,受不可忽略的颗粒间相互作用的影响,粒径测量结果表现出了强烈的角度依赖性,甚至波动性。     

超细颗粒物近场散射光场分布特性研究

为研究超细颗粒物近场散射光强分布的特性,应用了时域有限差分方法系统对不同尺寸微小颗粒的近场散射光强进行分析。对于单颗粒的散射光场,颗粒越小,散射光主要表现为各向同性,随着颗粒增大,前向散射光将占主要部分,这与传统的Mie散射理论相一致。对于紧靠的两个颗粒,由于多重散射的作用,散射光场表现出更多的复杂性,两个颗粒的排列方式不同也会对结果有较大影响。这些结果为进一步分析复杂颗粒系统的光散射特性提供了基础。     

Rise-2008型激光粒度仪／粒度分析仪

Rism2008型激光粒度分析仪采用全量程米氏散射理论,充分考虑到被测颗粒和分散介质的折射率等光学性质,根据大小不同的颗粒在各角度上散射光强的变化反演出颗粒群的粒度分布数据。     

Rise-2008型激光粒度仪／粒度分析仪

工作原理： Rise-2008型激光粒度分析仪采用全量程米氏散射理论，充分考虑到被测颗粒和分散介质的折射率等光学性质，根据大小不同的颗粒在各角度上散射光强的变化反演出颗粒群的粒度分布数据。     

Rise-2008型激光粒度仪／粒度分析仪

工作原理：Rise-2008型激光粒度分析仪采用全量程米氏散射理论，充分考虑到被测颗粒和分散介质的折射率等光学性质，根据大小不同的颗粒在各角度上散射光强的变化反演出颗粒群的粒度分布数据。     

纳米及微米磁性颗粒在长波长下的光散射特性分析

根据Mie散射理论,分析计算了纳米级、微米级磁性颗粒的光散射特性。针对目前在导航、遥控及雷达等行业广泛应用的纳米、微米磁性颗粒,在Mie散射系数中引入磁导率变量,对比分析了磁性与非磁性颗粒、吸收性与非吸收性颗粒的散射特性规律。数值计算结果表明,磁导率的变化对具有吸收性磁性颗粒的散射特性造成影响,随着磁导率的增大,颗粒的散射光强及吸收性能将逐渐增大,同时磁导率增大对颗粒散射特性的影响将会受到复折射率实部的制约。     

颗粒层状结构对散射特性及激光粒度测量的影响

根据Aden-Kerker理论,对双层颗粒前向散射特性进行了研究。在此基础上,分别用衍射理论、Mie理论和Aden-Kerker理论计算了散射系数矩阵并采用非独立模式算法进行反演。数值计算结果表明,双层颗粒的散射光强由颗粒折射率和内外径决定,在实际的激光前向散射粒度测量中,如果沿用Fraunhofer衍射理论或Mie理论计算系数矩阵,在测量双层颗粒时,反演结果会有一定的误差。相比于Mie理论,衍射理论的反演误差更大。