Par AZoM
Table des matières
Introduction Dispersion Différentielle d'Intensité de Polarisation (PIDS)
Conclusions Au Sujet du Coutre de Beckman Introduction
La technologie de diffraction de Laser est appliquée dans un large éventail de domaines. Car les particules deviennent plus petites, le rapport de la cote de particules à la longueur d'onde légère (d/λ) est réduit et la configuration de dispersion est plus lisse et moins angulairement personne à charge, occasionnant plus de difficultés en déterminant les valeurs correctes de taille. Pour améliorer la capacité de mesurer de petites particules, il y a trois élans qui peuvent être adoptés pour étendre la limite inférieure de taille en mesurant des particules utilisant la diffraction de laser.
Le premier élan pour augmenter la limite inférieure de calibrage est en augmentant le domaine trouvant angulaire. Si l'emplacement angulaire du premier minimum dans la configuration de dispersion est utilisé comme le critère pour classer exactement une sphère, pour mesurer une sphère ayant un diamètre plus petit que 0,5 μm, la cornière trouvante maximum doivent être plus grands que 90 degrés (Fig. 1). Ainsi, afin de classer une particule submicronique, le domaine angulaire de dépistage doit être conçu pour couvrir des cornières au moins aussi grandes que 90 degrés ; pratique, la cornière trouvante maximum peut être aussi grande que 175°.
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Le Schéma 1. la dépendance de Cornière à l'égard disperser la configuration et le premier minimum.
Dispersant les configurations sont fonctionnement de longueur d'onde et de dimension particulaire légères. Leurs variations sont liées au taux à la cote de particules de la longueur d'onde (d/λ). Les effets d'Interférence qui produisent la structure fine dans un profil de dispersion sont grand réduits quand d/λ est moins de 0,5. Si la longueur d'onde de la lumière est plus courte, le taux augmente et la limite inférieure de calibrage est effectivement étendue. En d'autres termes, dispersant les configurations sont comprimées à des longueurs d'onde plus courtes et plus d'information (structure) est affichée sur le même domaine angulaire par rapport à ce qui peut être obtenu utilisant une plus longue longueur d'onde. Pratique, la longueur d'onde la plus courte est environ 350 nanomètre. La Plupart Des matériaux en fait, montrent l'absorption intense aux longueurs d'onde plus courtes que 300 nanomètre. Utilisant la lumière du λ = 375 nanomètre, la limite inférieure de calibrage peuvent être étendus à la moitié de cela accessible à l'aide de la lumière du λ = 750 nanomètre.
Dispersion Différentielle d'Intensité de Polarisation (PIDS)
Frayé par le Coutre de Beckman, la plupart des constructeurs de diffraction de laser appliquent les deux élans ci-dessus, c.-à-d. largement domaine trouvant et à ondes courtes angulaires, pour classer de petites particules. Cependant, classant encore de plus petites particules qui sont des dizaines de nanomètres de diamètre, ne peut pas être réalisé utilisant seulement ces deux élans. Le Schéma 2 est un affichage en trois dimensions qui affiche la variation angulaire très lente pour de petites particules. Pour des particules plus petites que 200 nanomètre, même en prenant l'avantage des deux élans ci-dessus, il est encore difficile d'obtenir une taille précise. Puis, deux artères différentes ont été développées parmi des constructeurs d'instrument. On est d'extrapoler de la limite inférieure mesurée à une limite encore inférieure, parfois même au delà de la limite inférieure théorique de calibrage, par exemple 10 nanomètre. En Raison de ceci, les données dans la région extrapolée peuvent être incorrectes.
L'autre élan est d'utiliser les effets de polarisation de la lumière dispersée. La lumière dispersée Verticalement polarisée a les configurations variées de dispersion et les structures fines de cela de la lumière horizontalement polarisée pour de petites particules. La caractéristique principale de l'intensité horizontale de dispersion (i)h pour de petites particules est qu'il y a un minimum d'environ 90 degrés. En combinant des effets de polarisation avec la dépendance de longueur d'onde à de grandes cornières, la limite inférieure de calibrage peut être étendue aussi à bas que 40 nanomètre, atteignant presque la limite théorique. Cet élan combiné est connu comme technique Différentielle de Dispersion d'Intensité (PIDS) de Polarisation brevetée par le Coutre de Beckman.
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Le Schéma 2. Un affichage à trois dimensions de l'intensité I de Diffusion de MieV d'un volume unitaire de sphères avec l'Indice de réfraction de parent m = 1,50 + 0i au λ = 750 nanomètre.
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Le Schéma 3. Dispersant de différentes polarisations.
L'origine des effets de polarisation peut être comprise de la façon suivante (Fig. 3). Quand une particule très minuscule, beaucoup plus petite que la longueur d'onde de la lumière, est plac dans un faisceau lumineux, le champ électrique de oscillation de la lumière induit un moment dipolaire de oscillation dans la particule, c.-à-d. les électrons dans les atomes comportant le mouvement de particules dans les deux sens relativement à la particule stationnaire. Le mouvement induit des électrons sera en direction de la vibration du champ électrique, et pour cette raison de la perpendiculaire au sens du bouturage du faisceau lumineux. En raison de la nature transverse de la lumière, le doublet de oscillation rayonne la lumière dans tous les sens excepté dans le sens de vibration ; si le détecteur fait face au sens de la vibration il ne recevra aucune dispersion des doublets uniques. Quand le faisceau lumineux se polarise dans le sens de v ou le sens de h, l'intensité I et Iv de dispersion pourh une cornière donnée sera différente. La différence entre I etv I, c.-à-d.h (I - I), v esth appelé le signe d'IDENTIFICATIONS PERSONNELLES. Comme augmentations de taille de particules, l'interférence d'intra-particule effectue le comportement de particules dévier de cela d'un doublet simple et la configuration de dispersion deviendra plus complexe. Pour les particules minuscules, le signe d'IDENTIFICATIONS PERSONNELLES est rugueux une courbure quadratique centrée à 90 degrés. Pour de plus grandes particules les décalages de configuration à de plus petites cornières et à des crêtes secondaires semblent dus au facteur de dispersion. Car le signe d'IDENTIFICATIONS PERSONNELLES est à la charge de à longueur d'onde légère relative de dimension particulaire, des données de valeur au sujet d'une distribution de dimension particulaire peuvent être obtenues en mesurant les IDENTIFICATIONS PERSONNELLES signalent à plusieurs longueurs d'onde.
Le Schéma 4 affiche la variation dans la valeur de crête et la modification en revanche pour des particules des diamètres variés. En Outre, parce que le signe d'IDENTIFICATIONS PERSONNELLES varie à différentes longueurs d'onde, la mesure des signes d'IDENTIFICATIONS PERSONNELLES à plusieurs longueurs d'onde offrira l'information supplémentaire de dispersion qui peut être employée pour polir davantage le procédé de recherche de taille.
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Le Schéma 4. IIvh du petit PSL dans l'eau (λo = 450 nanomètre). Trait pointillé : d = 150 nanomètre ; ligne tirée : d = 100 nanomètre ; et ligne continue : d = 50 nanomètre.
Du Schéma 4, les configurations angulaires pour 100 nanomètre et même pour 50 particules de nanomètre sont reconnaissables, en plus de la variation dans l'axe de la symétrie. On l'a vérifié par la simulation théorique et l'expérience réelle que le calibrage précis des particules plus petits qu'approximativement 200 nanomètre en dispersant l'intensité sans utilisation de la technique d'IDENTIFICATIONS PERSONNELLES est difficile et probablement irréaliste. La combinaison des trois élans (un domaine, une variation de longueur d'onde, et des effets de polarisation angulaires plus larges) augmente la caractérisation précise des particules submicroniques utilisant la dispersion de la lumière.
Le Schéma 5 est une distribution trimodal typique recherchée dans une expérience de diffraction de laser utilisant la technique d'IDENTIFICATIONS PERSONNELLES aux longueurs d'onde multiples (lo = 450, 600, 750, et 900 nanomètre) et sur un domaine angulaire de dispersion avec des cornières jusqu'à 144 degrés, avec (ligne continue) et sans (ligne tirée) utilisant l'effet de polarisation. Les traits pointillés affichent les valeurs nominales de diamètre des latex dans le mélange comme enregistré par le constructeur de PSL. Sans technique d'IDENTIFICATIONS PERSONNELLES le plus petit composant est manqué, même lorsque l'utilisation de l'information a recueilli à de grandes cornières de dispersion et à longueurs d'onde courtes. Le Schéma 6 est une image de microscopie électronique (SEM) de lecture de l'échantillon analysé sur le Schéma 5 dans lequel trois tailles différentes des particules peuvent être vues.
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Le Schéma 5. Un mélange trimodal de PSL (diamètres nominaux 83 nanomètre, 204 nanomètre, et 503 nanomètre avec le 1:1 : taux de 1 volume).
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Le Schéma 6. Une image à microscope électronique de l'échantillon sur le Schéma 5.
Conclusions
À l'aide de chacun des trois élans, effet angulaire c.-à-d. au loin de domaine, à ondes courtes, et de polarisation, dimension particulaire aussi petite que 40 nanomètre peuvent être correctement mesurés au lieu de la « extrapolation ». Il n'y a aucun mélange des technologies. Tous Les signes sont du même phénomène de dispersion et sont traités intègralement dans un procédé unique d'extraction de données juste comme dans une mesure normale de diffraction de laser.
Au Sujet du Coutre de Beckman
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Cette information a été originaire, révisée et adaptée des matériaux fournis par le Coutre de Beckman.
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