基于微流控捕获技术的微粒体散射函数理论仿真与实验研究

发布时间：2023-04-28 03:13

　　微粒的体散射函数是微粒自身固有的基本光学特性,可以反映其粒径、形状、内部构造、折射率等物理信息,在大气学、海洋学、生物医学等众多领域得到了广泛应用。现有的微粒体散射函数测量方法操作复杂、对实验环境要求较高,同时对于大粒径多颗粒或不均匀微粒散射的仿真研究还有待发展。本论文使用T矩阵方法计算了多种微粒的体散射函数,得到孤立颗粒、多颗粒体散射函数曲线的特点。并通过流体力学及Matlab、COMSOL等仿真软件分析,以PDMS为材料,设计制作了用于捕获待测微粒的微流控芯片;基于光电倍增管(PMT),仿照空间滤波器结构设计了超窄视场的光接收系统,并根据仿真得到的微粒体散射曲线的特点,使用电动滤光片轮和电动位移平台,设计搭建了自动化角度扫描式大动态范围散射光测量装置,实现了测量实验的全自动控制,同时完成了探测系统的精确对准工作。利用搭建好的实验系统,成功捕获并测量了23.75μm、31.10μm、40.01μm三种粒径双颗粒及23.75μm粒径三颗粒在1o-170o的散射光强角度分布。所有微粒的三次重复实验数据的变异系数都集中在0-0.4,证明实验具有较好的稳定性和可重复性。粒径为23.75μm,...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 微粒散射测量研究现状
    1.3 本论文研究内容
2 微粒体散射函数理论分析基础及仿真
    2.1 微粒体散射函数理论基础
    2.2 微粒光散射仿真方法
    2.3 微粒体散射函数仿真结果及分析
    2.4 本章小结
3 实验系统设计与实现
    3.1 微流控芯片设计与实现
    3.2 散射光强自动测量系统设计与实现
    3.3 整体实验装置实现
    3.4 本章小结
4 微粒散射光强测量实验及结果分析
    4.1 实验总体方案
    4.2 微流控芯片折射率匹配实验
    4.3 微粒捕获及散射光强测量实验
    4.4 实验结果与分析
    4.5 本章小结
5 总结与展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录



本文编号：3803624