[实用新型]一种具有偏振补偿能力的激光粒度仪

说明书

本实用新型涉及一种分析仪器，主要是指一种用于各种粉体材料的粒度分析的激光粒度分析仪，具体指一种具有偏振补偿能力的激光粒度仪。

激光粒度分析仪现已成为当今世界最流行的粒度分析仪器。它是利用颗粒对光的散射现象来测量微小颗粒的粒度分布的。颗粒越小，散射光的角分布范围越大。因此为了扩展仪器的粒度测量下限，需将仪器的散射光接收角范围尽可能扩大，比如70°。作为激光粒度仪光源的激光器，输出的激光束一般是非偏振光，但是它的大角散射光变成了部分偏振光，这是因为垂直于散射平面的光波(以下简称“垂直偏振光”)的散射系数高于平行于散射平面的光波(以下简称“平行偏振光”)的散射系数之故。由于激光所固有的偏振模式竞争，当激光器输出的激光总功率保持不变时，只意味着光束的两个偏振分量之和不变，某一偏振分量的功率也是变化的，所以对于变成了部分偏振光的大角散射光来说，其强度也是随时间变化的，这就造成激光粒度仪测量小颗粒时精度急剧下降。

本实用新型的目的就在于提供一种具有偏振补偿能力的激光粒度仪，通过采用在样品池的周围设置若干相互对应的侧向探测器和后向探测器的结构方式，以消除激光器偏振模式竞争引起的散射光强波动，从而克服由于偏振模式竞争引起的小颗粒测量精度下降的问题，有效地克服现有技术的不足。

本实用新型提供的目的是通过以下方式来实现的：一种具有偏振补偿能力的激光粒度仪，主要包含有激光发射装置、样品池、粒度分析系统以及相应的控制系统，其特征在于在上述样品池的周围设置有若干相对应的侧向探测器和后向探测器，其中一部分侧向探测器和后向探测器的中线处在散射面A内，而另一部分侧向探测器和后向探测器的中线则处在散射面B内，散射面A和散射面B相互垂直，其交线与仪器光学系统反射棱镜至环形探测器中心段的光轴重合。

采用本实用新型的一种具有偏振补偿能力的激光粒度仪，由于在其样品池的周围设置了若干相互对应的侧向探测器和后向探测器，并通过获取两个在散射面A和散射面B内相对应的侧向探测器和后向探测器所接收到的散射光的平均值作为对应散射角上的散射光，以消除激光器偏振模式竞争引起的散射光强波动，从而较好地克服了由于偏振模式竞争引起的小颗粒测量精度下降的问题，有效地克服现有技术的不足。

附图说明：

附图是本实用新型的一种样品池内探测器分布方式及对应的光路原理示意图。

其中：1-激光器，2-显微物镜，3-针孔，4-付里叶透镜，5-散射面A，6、7、8、9-位于散射面A内的侧向探测器，10-环形光电探测器，11、12、13、14-位于散射面B内的侧向探测器，15-样品池，16、17-位于散射面B内的后向探测器，18-散射面B，19-反射棱镜，20、21-位于散射面A内的后向探测器。

以下结合附图及实施例对本实用新型进行详细描述。

如图所示，本实用新型的一种具有偏振补偿能力的激光粒度仪，主要包含有激光发射装置、样品池、粒度分析系统以及相应的控制系统，其特征在于在上述样品池15的周围设置有若干相对应的侧向探测器和后向探测器，其中一部分侧向探测器和后向探测器的中线处在散射面A内，而另一部分侧向探测器和后向探测器的中线则处在散射面B内，散射面A和散射面B相互垂直，其交线与仪器光学系统反射棱镜至环形探测器中心段的光轴重合。

下面以一种逆向付里叶变换结构的激光粒度仪为实施例，来说明本实用新型的原理。如图，从激光器1发出激光束，经显微物镜2后，先被聚焦在针孔3，然后变成发散的光束。该光束经付里叶透镜4再次会聚，再经反射棱镜19反射。在样品池15为空白的情况下，光束将被聚焦在环形光电探测器10的中心：如果样品池内有微小颗粒样品，则除了一部分光被聚焦在环形光电探测器10以外，另一部分光被颗粒散射。散射光将照射到环形光电探测器、侧向探测器9、8、7、6、11、12、13、14以及后向探测器16、17、20、21上。各探测器获得的散射光的信息就包含了颗粒样品的粒度信息。

本实用新型的侧向探测器9、8、7、6和后向探测器21、20的中线处在散射面A内，而侧向探测器11、12、13、14和后向探测器16、17的中线则处在散射面B18内。散射面A和散射面B相互垂直，其交线与仪器光学系统反射棱镜至环形探测器中心段的光轴重合。散射面A上的每一个侧向和后向探测器，都有散射面B上的一个探测器与之对应，例如8和12，21和16等等。相互对应的两个探测器面积相同、光电效率相同、对应的散射角也相同。这样射到两个探测器上的散射光的偏振态是互补的，我们取两个探测器接收到的散射光的平均值作为对应散射角上的散射光，就能消除激光器偏振模式竞争引起的散射光强波动。