偏振弹性散射光谱技术的基本原理为在偏振光入射条件下, 根据出射光的偏振特性不同可以筛选出浅表层组织的单次散射光信息和深层组织的漫散射光信息。 该研究的创新点在于将这种方法应用于颗粒溶液检测, 目的是在颗粒溶液原始状态下实现对颗粒尺寸及浓度的同时检测。 设计了一个共轴笼式光学系统, 测量了聚苯乙烯微球颗粒溶液某一角度的背向散射信号, 通过控制入射端和收集端偏振片的偏振方向获得了颗粒溶液的偏振平行光谱与偏振垂直光谱, 两者之差即偏振差分光谱对应颗粒的单次散射信息, 将该单次散射信息与Mie散射数据库进行比对获得颗粒的尺寸, 然后在颗粒尺寸作为已知的条件下进一步分析偏振垂直光谱, 将该垂直光谱对应的颗粒溶液的漫散射信息代入光漫散射下的近似表达式拟合得到颗粒的浓度信息。 将实验结果与样品提供值进行了比对, 并进一步分析了在获取颗粒数浓度时, 颗粒直径的方差分布对结果的影响, 最终验证了该实验方法的可行性。 该方法的潜在应用包括对标准颗粒制造厂商的产品在线检测以及对牛奶制品中脂肪和蛋白质的浓度检测研究。

根据算法的准确性、稳定性和快速性原则，讨论了Mie散射和Rayleigh散射的数值算法。将Mie散射理论及Rayleigh散射理论的Matlab数值结果与Wiscombe结果对比分析，证明了此Matlab程序的正确性。在此基础上，确定了当颗粒粒径参量x＜0.3时采用Rayleigh散射理论来确定前向某一角度范围内散射光能分布，从中求得颗粒的粒径大小和分布，具有比Mie散射理论算法快速性的特点。该方法为某些测试对象(颗粒与分散介质相对折射率、颗粒种类等)确定、微小颗粒的在线测量提供了理论支持。