激光粒度仪是目前用途最广而且很有发展前途的颗粒粒度测试设备之一，这种仪器具有测量范围宽、粒度分析快、再现性好、可实现在线测量等特点，对科学研究和生产过程中物料流的颗粒粒度控制起着重要的作用。现代激光粒度仪大都基于Mie散射原理，探测出Mie散射光强分布后计算出颗粒粒度分布值。目前，国产激光粒度仪在准确性方面的主要问题是对双峰分布、多峰分布、窄分布、宽分布等样品测量精度不够，不能准确反映这类样品的实际粒度分布。其主要原因在于Mie散射光强分布反演颗粒粒度分布的算法选择和合理应用。 本论文探讨了多种颗粒粒度分布的反演算法的特点和性能，并初探了三种自由分布模式的反演方法，分别为最小二乘法、共轭梯度法和正则化法。对比了它们的反演特性，包括原始光能和计算光能的拟合，使用具有一定粒度分布标准值的国家标准样品进行初步分析等。在综合分析反演结果和各种方法的特点及发展前景的情况下，着重对正则化法进行深入研究和改进。 在正则化改进方面，主要从三个方面来进行：一是矩阵算子的确定，二是正则化参数的选取，三是迭代过程中引入松弛技术。矩阵算子和正则化参数的适当选取，可改善Mie散射矩阵的病态性，可使迭代结果稳定、重复性高。本论文提出了适合本反演问题的矩阵算子，在激光粒度仪中的光能探测误差值无法预测的前提下，分别采用了广义交叉验证法(Generalized Cross-Validation简称GCV)和L曲线法(L-curve)选取正则化参数。松弛技术的引入出了能改善迭代速度外，还能提高计算结果的精确度。在经过国家标准样品及其混合样品和不同形状颗粒样品的反演验证后，就反演中存在的细颗粒端精度不佳等问题进行了研究，对编制出的正则化算法程序进一步改进以使算法完善，并结合实际样品进行详细分析和探讨，以使之能在实际仪器中运用。 经过进一步改进后的颗粒粒度分布的改进正则化反演算法的计算精度和重复性得到了提高，将之接入一种国产的BT9300S型激光粒度仪中，然后对不同形状颗粒样品、碳酸钙样品和混合铝粉样品进行了详细对比和分析。结果表明，研制出的反演算法的分析性能较高，可在该激光粒度仪中实际应用以提高仪器性能。同时与当前国际上先进的激光粒度仪(主要有英国MALVERN的MASTERSIZER 2000、德国SYMPNTEC的HELO/RODOS、法国CILAS的CILAS 1064和美国的MICROMERITICS的SATURNDIGISIZER 5200)进行了大量的分析测试和结果对比，包括不同颗粒粒度分布大小的铝、碳酸钙、高岭土、白刚玉、滑石和白碳黑等多种颗粒样品。结果表明，本论文的开发出的改进正则化反演算法在国产仪器中应用后的测试性能可接近国外先进仪器水平。