レーザー回折
レーザー回折は、適切な散乱モデルに基づいて、散乱角度、波長および偏光の関数として散乱強度を測定することにより、粒子径分布に関する情報を得る測定法であり、キャリブレーションの必要がない方法です。レーザー回折には、使いやすさ、迅速な操作、高い再現性、ナノメートルからミリメートルまで約5オーダーにわたる幅広いダイナミックサイズレンジなどの多くの利点があります。
この20年間で、レーザー回折は、数ミリメートル未満の粒子の粒子径を測定するふるい分け法や沈降法などの従来の手法や、50 μmを超える粒子に用いられる光学顕微鏡法や電子顕微鏡法の代わりに用いられるようになりました。
当初、レーザー回折による粒子径測定はフラウンフォーファー回折理論の使用に限られていましたが、現在のレーザー回折装置は単純な回折効果の枠を超えています。現在の一般的な手法はミー理論に基づいており、幅広い範囲の散乱角度における散乱強度の測定が採用されています。また、サブミクロンサイズの粒子に関する特徴的な追加情報を得る目的で、主レーザー源を補うためにレーザー以外の光源が使用されることも多くあります。
レーザー回折装置の一般的な仕組みと各エレメントの主な機能
まず、単色ビームを発生する光源を使用することから測定を開始します。いくつかの光学コンポーネントを通過したのち、元のビームは拡大された平行ビームを生成し、これにより散乱体積内の粒子が照射されます。粒子は光を散乱し、固有の角度散乱パターンを生成します。
これらの散乱パターンは空間的強度パターンに変換され、これが多素子光検出器アレイによって検出されます。その後、光電流が処理およびデジタル化され、強度フラックスパターンが生成され、これが粒子径分布に変換されます。
工業用粒子の中には球状でないものもありますが、測定中のサンプルの循環による転がり動作や回転動作により、こうした粒子の角や縁による散乱効果はならされます。これにより、ミー理論またはフラウンホーファー理論のいずれかを、1パラメータ（直径）系に適用することができます。この方法で得られるのは見かけの値のみです。ほとんどの粒子径測定法（レーザー回折を含む）で得られる「サイズ」は、実際の寸法とは異なる可能性があることを認識しておくことが重要です。これまで、幅広い範囲のサンプルの粒子径を測定するために設計された市販の装置では、実際の粒子の形状にかかわらず、球状モデルが唯一採用可能な選択肢となっています。
お問い合わせ