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转角式激光光散射仪自相关及互相关模式区别

2018.8.30
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徐曼曼

致力于为分析测试行业奉献终身

    传统的光散射仪采用自相关模式者居多,其光路图基本如下:

自相关1535626610235606.jpeg

    这种配置最大的优势是采用一个检测器,价格相对较低,另外入射光角度为0°,光路准直相对较稳定,散射光强被完全利用,相关函数的最大截距为1。但是这种配置也存在一定问题,不能抑制多重散射,对于快的相关弛豫时间(<10μs),后脉冲效应会导致较大误差。

    这就催生了互相关技术的诞生。下图是瑞士光散射仪器公司的三维准互相关模式的设计图:

1535626610130513.jpeg

    这种配置能有效的消除后脉冲效应,对于小粒子快扩散的表征有着明显的优势,同时其相关函数最大截距也能达到1。但是这种设计采用了分光器,也就是说只有50%的激光强度被有效利用,同时温度的变化对准直有着轻微影响。这种准互相关的设计也不能抑制多重散射。

   光散射仪器公司还能提供另外一种终极准互相关模式的配置,这种配置不仅具备上述准互相关模式的优点,还由于0°入射光进入,光路准直较为稳定,更由于不采用分光器,入射光强完全被利用。其唯一的缺点就是不能有效抑制多重散射。其设计图如下:

终极准互相关1535626610686354.jpeg

    德国ALV公司也是采用这种准互相关技术,更由于其一体化设计、光路预准直以及开机自检角度定位等特点,其光路在使用过程中不用维护,操作非常简洁。

    为了解决多重散射,使得光散射仪能有效的应用于高浓度或高浊度体系,瑞士光散射仪器公司创造性的提出了3D互相关技术并将其商品化,其设计图如下:

互相关1535626611482073.jpeg

    这种光散射技术可以用来测试高浓度的体系,但是温度变化会对准直有着轻微影响,所以要求实验环境温度稳定,另外其相关函数最大截距降至0.22,这也是美中不足的一点。但是无容置疑,这种技术在表征高浓度体系时有着无以伦比的优势。尤其是对于浓度依赖性较大的动态的表征更是如此。


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