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动态光散射中光子相关谱测量系统的空间相干性问题王少清娄本浊陶冶薇任中京(济南大学理学院济南250022)提要:利用光干涉的简化模型讨论了动态光散射中光子相关谱测量系统的空间相干性要求的物理本质。利用相干面积概念对光子相关谱测量系统空间相干性判据的几种常见表述进行了规范。提出了一种具有普遍意义的简明判据。关键词:光子相关谱;动态光散射;空间相干性;相干面积;信噪比On the Spatial Coherence Problem of a photon Correlation Spectrum Measurement System in Dynamic Light ScatteringWang Shaoqing Lou Benzhuo Tao Yewei Ren Zhongjing(Science School of Jinan University Jinan 250022)Abstract:Using a simplified model of light interference,we discussed the physical essence of the spatial coherence demand on a photon correlation spectrum measurement system in dynamic light scattering.By using the concept of “coherence area”,we standard-ized three familiar statement about the spatial coherence criterion on a photon correlation spectrum measurement system.In the end,we brought forward a general and compendious criterion.Key words:photon correlation;dynamic light scattering;spatial coherence;coherence area;signal-noise ratio动态光散射是研究大分子和亚微米颗粒在液体中动态行为的最有效方法。通过测量悬浮液中散射粒子产生的散射光中的微小频移和角度依赖性,可以获得表征高分子结构的丰富信息,也可以获得纳米微粒的平均流体力学半径和粒度分布。随着激光、微电子和计算机技术的发展,动态光散射技术得到了广泛的应用。由于散射光的频移很小(1-106Hz) ,用传统的光谱分析法难以分辨,所以在动态光散射实验中采用光子相关谱法来获得散射光的频移。图1给出光子相关谱测量的基本实验装置。由激光器1发出的激光经聚焦后照射在样品池2中的散射粒子上,粒子的散射光经光学系统3后进入PMT(光电倍增管) 4 ,PMT 的光电脉冲经过甄别/ 放大系统5 进入相关器6 ,由相关器对光电脉冲进行相关处理后将相关数据输入计算机7 进行数据处理,得所需的信息。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305281050_441881_388_3.jpg在光子相关谱测量中,PMT 输出信号1的信噪比(输出信号中涨落部分与噪声部分之比) 大小是测量成功与否的关键因素。而PMT 输出信号的信噪比大小又主要由测量系统的空间相干性来决定。对于光子相关谱测量系统空间相干性优劣的判别标准,不同的文献有各种不同的表述。其中比较有代表性的几种表述分别为:(1)PMT的接受面积为一个相干面积;
光谱传输过程中,空间相干性导致远场光谱变化,请问远场归一化光谱与光源光谱相同的条件是什么?怎么理解朗伯光源并非空间完全不相干?
液相干扰也就是氢化物发生中的干扰,研究液相干扰机理,首先判断干扰来自液相还是气相。人们常采用Dedina同位素跟踪法和郭小伟教授的双发生器法来判断,从而具体研究液相干扰。但是Dedina同位素跟踪法一般实验室很难实现,所以才体现出郭小伟教授的智慧和伟大,他发明的双发生器法设备简单,操作起来相对方便,适合于普通实验室的研究。笔者在郭小伟教授的基础上,采用双仪器串联发来判断干扰的类型。采用两台原子荧光,类似于郭小伟教授的双发生器,但都采用自动进样器操作,实现起来相对容易。Smith系统的研究了氢化物法的干扰,发现铜、钴、镍、铁等过度元素对氢化物发生存在较严重的干扰。郭小伟等认为,液相干扰主要是由于气固反应所引起的,张卓勇认为,液相干扰主要有三种干扰机理:1、 干扰离子被还原成金属从而吸附氢化物并使之分解2、 分析元素与干扰元素之间形成化合物3、 形成金属硼化物产生干扰孙汉文认为氢化物光谱法中的干扰主要有七种干扰机理:形成固态氢化物、形成难溶化合物、析出金属沉淀捕获氢化物、产生氧化性气体、催化作用、消耗气相中的自由基和介态效应。到目前为止,人们对液相干扰的机理提出了几种假设,但尚未取得一致的认识。希望大家一起讨论下