laserdifraktsiooni

Laserdifraktsioon on optiline meetod osakeste suurusjaotuste määramiseks, kasutades koherentset laserlainet. Kui laservalg läbib või langeb läbi suspensiooni või aerosooli, tekivad difraktsioonimustrid, mis sõltuvad osakeste suurusest ja kujust ning mida saab analüüsida suurusjaotuse saamiseks.

Põhiprintsiibid on järgmised: erineva suurusega osakesed hajutavad valgust erineva nurga all, mistõttu difraktsioonimustrite nurk- ja intensiteedisuhted annavad teavet osakeste suuruse kohta. Andmed kogutakse tavaliselt erinevate nurkade all ning teisendatakse suurusjaotuseks, kasutades sobivaid teooriaid, enamasti Mie-teooriat või Fraunhoferi difraktsiooni lähendust.

Teooria ja lähenemised: Mie teooria kirjeldab hajumist sfääriliste osakeste ümber ning sobib hästi suuremate või tihedamate osakeste jaoks; Fraunhoferi difraktsioonilähenemine kehtib kergete või väikeste osakeste korral ning kaugetes kaugustes. Oluline on ka osakeste refraktiivsuse indeks ja suspensiooni optiline tihedus.

Seadmed ja töövood: uuringud kasutavad laserit (näiteks 532 nm või 633 nm), proovi hoidikut või aerosoolikonteinerit, hajutussüsteemi ning detektorit (CCD või fotodetektor) koos arvutipõhise analüüsiga, mis teisendab difraktsioonikõverad osakeste suurusjaotuseks.

Rakendused ja piirangud: laserdifraktsioon on laialdaselt kasutatav materjaliteaduses, farmaatsias, keskkonnauuringutes ja tootmise kvaliteedikontrollis. Katvus võib ulatuda ligikaudu 0,01–1000 μm, sõltuvalt seadmest ja proovidest. Eelisteks on kiire ja laia dünaamilise ulatusega mõõtmine, kuid piirangud hõlmavad eeldust sfääriliste osakeste kohta, vajadust täpse refraktiivse indeksiga ning keerukama kujuga osakeste puhul teistsuguseid lähenemisi.