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颗粒的体散射函数特性是颗粒的一项重要的物理学特性,可以反映出颗粒的大小、形状、内部构造与形态等信息,因此测量颗粒的体散射函数在诸多领域具有重要的价值。现有对双颗粒体散射函数的研究主要集中在理论分析上,进行实验直接测量的研究鲜有报导。 本论文设计了一套基于微流控捕获技术的双颗粒体散射函数测量系统。系统从颗粒样品的捕获、固定出发,结合微流控捕获技术,通过综合运用流体力学方法、有限元分析工具以及SU-8光刻工艺,设计并制备了具备双颗粒捕获与释放的微流控芯片;根据T矩阵方法理论分析得到的双颗粒光散射的特点,设计了基于空间滤波器和PMT探测器的大动态范围散射光探测装置;然后围绕制备的微流控捕获芯片与搭建的PMT探测装置,完成了角度扫描式的双颗粒体散射函数测量系统,并调节测试了实验装置的同心度、平整性及PMT探测装置的实际视场。 利用搭建好的实验测量系统,根据设定的实验流程,完成了装置的精密对准。通过对颗粒捕获后微流控芯片内沟道与外轮廓的折射率匹配,实现了待测颗粒周围单一的折射率环境。采用此实验方法,完成了单个直径为23.75μm与不同取向的两紧密相连的23.75μm的聚苯乙烯球形颗粒在1°-170°之间的体散射函数的实际测量。单个颗粒的实验曲线与理论在趋势上符合良好;双颗粒散射的实验数据与理论曲线的趋势有些许不同,平行入射与垂直入射两者间的差异明显,说明双颗粒的体散射函数与其取向密切相关;双颗粒的散射光强在整体上波动比单颗粒的剧烈,相邻散射角间的光强波动范围更大;多次重复测量结果在趋势上具有一致性。实验结果说明本实验系统具有可靠的稳定、有效性。