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激光在激光粒度分析儀中的主要作用

真理光學(xué) 2024-01-23 | 閱讀：1438

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激光粒度儀，顧名思義是利用了激光的某些特性來分析測試納微米細(xì)小顆粒的粒度分布的儀器,。為了讓大家對激光粒度分析儀有更進(jìn)一步的認(rèn)識,，今天我們從源頭探索激光的奧秘，看看它在微觀顆粒測試中的獨特應(yīng)用,。

激光,，首先我們想知道為什么有這么奇怪的名字，激光（Laser）,？

光實際上特指我們?nèi)祟惾庋劭梢姷碾姶挪?，其波長范圍從380納米（紫色）到780納米（紅色），不同波長的光在我們的眼睛中產(chǎn)生不同的顏色感覺,。大自然的光主要來自太陽向地球輻射的部分能量,。

可見光的波長范圍示意圖.png

激光是一種源自于人類對量子科學(xué)理論的應(yīng)用而創(chuàng)造出的人造光。

激光產(chǎn)生的基本原理是,，當(dāng)一個原子,、分子或離子處于激發(fā)態(tài)時，受到外部光子的激發(fā)后,，會發(fā)生躍遷回到一個較低的能級,，并幾乎同時發(fā)射一個與入射光子相同頻率和相干相位的光子。當(dāng)光子與原子或分子相互作用時,，引起其從低能級躍遷到激發(fā)態(tài)時,，可能引發(fā)受激輻射，從而促使激光的產(chǎn)生,。在激光器內(nèi)部,，通過在激發(fā)態(tài)的原子或分子之間反復(fù)發(fā)生受激輻射的過程，光信號得以放大,。激光具有很好的單色性,、相干性和方向性。激光光束的直徑,、方向和能量可以被穩(wěn)定地保持,，這對于精密的分析儀器應(yīng)用非常重要。

激光粒度分析儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由以下部件組成：

激光（Laser Source）：激光粒度分析儀的測試過程持續(xù)時間從0.1毫秒至數(shù)十秒,，對于高性能的激光粒度分析儀而言,，超高穩(wěn)定的激光能量是必不可少的。目前市面上的主流粒度分析儀主光源通常采用功率為10毫瓦,、波長為630納米的超高穩(wěn)定性激光二極管,，配合自動恒溫電路,、功率檢測反饋電路和偏振濾波系統(tǒng)，使整個系統(tǒng)獲得超高穩(wěn)定的散射光能量,。
傅立葉透鏡(Fourier lens)：主要作用是對樣品池中相同粒徑的顆粒的散射光信號進(jìn)行傅里葉變換,，確保粒徑相同的顆粒散射光能在相應(yīng)的探測器上良好聚焦。
樣品池（Sample Cell）： 容納待測試樣品的空間,，激光在這個區(qū)域與樣品顆粒發(fā)生散射效應(yīng),。
探測器（Detector）： 探測和測量樣品散射光的光電二極管或其他探測器，用于收集樣品顆粒的散射光信號,。
信號處理和分析系統(tǒng)： 包括光電探測器,、放大器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）,、微處理器或計算機等,，用于處理和分析采集到的光信號，計算粒度分布,。
粒度分析軟件： 用于控制儀器測量全過程,，將激光粒度儀主機收集到的光能分布數(shù)據(jù)通過反演算法生成粒度分布圖表和統(tǒng)計報告