PRINCIPE DE LA GRANULOMETRIE LASER

THEORIE DE FRAUNHOFER

Hypothèses

Particules sphériques, non poreuses et opaques,

diamètre d > longueur d’onde I,

particules suffisamment distantes entre elles,

déplacement aléatoire,
$Fraunhofer Theory : toutes les particules présentent une diffraction d’efficacité identique$ toutes les particules présentent une diffraction d’efficacité identique.

Caractéristiques de la forme d'Airy

Circulaire,
constitué d’anneaux concentriques I = f (a),
espacement et taille des anneaux liés à la granulométrie,
le premier angle zéro est lié au diamètre d par 1,22 l/d,
75% de l’énergie totale est concentré dans le premier lobe.

Principe

Principle

Aspect de la figure de diffraction en fonction de la taille de particule

Système pour une grande particule

Système pour une petite particule

L'observation de la figure de diffraction à une distance finie s'effectue via une lentille (L) placée entre la source laser et le détecteur

$L’observation de la figure de diffraction$

$Fraunhofer Theory : Les schémas de diffraction de particules de taille identique convergent au même point$ Les schémas de diffraction de particules de taille identique convergent au même point quel que soit leur emplacement par rapport à la lentille,
le premier zéro sur le détecteur est 1.22 lf/d, f étant la longueur focale.

THEORIE DE MIE

La théorie de Fraunhofer s'applique aux grandes particules par rapport à la longueur d'onde l (la diffusion et l'absorption ne sont pas considérés). Pour les particules plus petites, utilisez la théorie de Mie.

Mie schema

Le modèle de Mie tient compte tant de la diffraction que de la diffusion de la lumière autour de la particule dans son milieu. Pour utiliser le modèle de Mie, il faut connaître l'indice réfractif complexe de l'échantillon et du milieu. Cet indice complexe est constitué d'une partie réelle, l'indice réfractif standard, et d'une partie imaginaire, qui représente l'absorption. Indice complexe = m
m = a + b
a : partie réelle
b : partie imaginaire

Etant donné l'importance de ce modèle, CILAS a créé un algorithme rapide, permettant à l'utilisateur d'obtenir en quelques secondes les résultats de diffusion, grâce à la théorie de Mie et tenant compte de l'indice complexe de l'échantillon.