全光纖動(dòng)態(tài)光散射納米顆粒測(cè)量系統(tǒng)的研制與開(kāi)發(fā).pdf

1、動(dòng)態(tài)光散射(DLS)顆粒測(cè)量技術(shù)，也稱為光子相關(guān)譜(Photon Correlation Spectrum，簡(jiǎn)稱PCS)技術(shù)，屬于顆粒粒徑測(cè)量技術(shù)中的光學(xué)法，與目前廣泛使用的激光粒度儀和拉曼光譜儀所采用的測(cè)量理論和技術(shù)不同，它通過(guò)測(cè)量由做布朗運(yùn)動(dòng)的顆粒產(chǎn)生的與入射光相比極其微小的頻率移動(dòng)及其角度依賴性，獲得顆粒的動(dòng)態(tài)行為信息。該技術(shù)具有不干擾、不破壞被測(cè)量體系原有狀態(tài)的優(yōu)勢(shì)，而且能夠?qū)Χ喾稚⑾堤峁╊w粒分布的信息，測(cè)量范圍正好彌補(bǔ)其它顆粒

2、測(cè)量技術(shù)的空區(qū)。由于頻移微小，所以只能在單色性極好的激光問(wèn)世之后，才有可能得到真正的發(fā)展，而且最為有效的方法還需要配合使用相關(guān)技術(shù)，才能得到赫茲量級(jí)的微小頻移，進(jìn)行顆粒粒徑分布的反演運(yùn)算，更需要使用高性能的計(jì)算機(jī)。 動(dòng)態(tài)光散射顆粒測(cè)量技術(shù)從光波導(dǎo)的角度看，可以劃分為兩大類:光在空間傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)動(dòng)態(tài)光散射顆粒測(cè)量系統(tǒng)；使用光纖作為光波導(dǎo)的光纖式動(dòng)態(tài)光散射顆粒測(cè)量系統(tǒng)。目前，已經(jīng)有各種形式的測(cè)量?jī)x器出現(xiàn)，基本是國(guó)外著名廠商的產(chǎn)品，與激

3、光粒度儀不同，該類測(cè)量系統(tǒng)的技術(shù)要求較高，制造工藝難度較大，國(guó)內(nèi)未見(jiàn)該類產(chǎn)品生產(chǎn)和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)在線測(cè)量應(yīng)用的報(bào)道，只有相關(guān)的研究論文發(fā)表。 光纖在光散射測(cè)量系統(tǒng)中的使用，從根本上改變了測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成方式，也極大地拓展了動(dòng)態(tài)光散射測(cè)量系統(tǒng)的使用范圍和測(cè)量范圍，極有可能最終成為能夠應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)在線測(cè)量的光散射顆粒測(cè)量系統(tǒng)。 本論文在前兩章中介紹顆粒檢測(cè)技術(shù)和動(dòng)態(tài)光散射顆粒測(cè)量技術(shù)的概況，說(shuō)明光散射納米顆粒測(cè)量技術(shù)的地位，尤其是

4、全光纖動(dòng)態(tài)光散射納米顆粒測(cè)量技術(shù)要點(diǎn)及其地位。隨后，用三章的篇幅介紹了所研制測(cè)量系統(tǒng)的技術(shù)細(xì)節(jié):第三章單光子測(cè)量系統(tǒng)的研制，介紹使用光電倍增管的單光子測(cè)量系統(tǒng)的理論與技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，描述利用獨(dú)立研制開(kāi)發(fā)的單光子檢測(cè)系統(tǒng)，測(cè)量高度衰減后的日光燈光，得到單光子脈沖，送入數(shù)字相關(guān)器獲得正弦功率譜曲線，并將該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與國(guó)外著名公司的單光子檢測(cè)系統(tǒng)相比較，表征所研制開(kāi)發(fā)的單光子測(cè)量系統(tǒng)的品質(zhì)。第四章光纖式激光傳導(dǎo)系統(tǒng)的研制，描述光纖端頭的加工處理

5、技術(shù)和處理設(shè)備，光纖端頭使用微型球形透鏡的技術(shù)方案，比對(duì)不同處理方式的光纖端頭發(fā)射激光束的差異和激光器與光纖間的耦合效率。第五章光纖式散射光接收系統(tǒng)的研制，描述光纖端頭使用微型柱形透鏡的技術(shù)方案，加工散射光接收器，比對(duì)不同處理方式的接收器在相關(guān)性方面的差異。第六章實(shí)驗(yàn)，用研制開(kāi)發(fā)的顆粒測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行納米顆粒測(cè)量實(shí)驗(yàn)，描述整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)成和使用，并將測(cè)量結(jié)果與顆粒標(biāo)稱值以及國(guó)外著名測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，表征所研制開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的品質(zhì)。第七章結(jié)