Алгоритм обработки результатов измерений ослабления оптического излучения наночастицами

Abstract

В настоящее время методы определения оптических свойств активно развиваются и совершенствуются. Наиболее широко используются оптические методы, в которых исследуется спектральная зависимость интенсивности излучения, прошедшего через среду с частицами, поскольку они менее чувствительны к форме частиц. В научной литературе существует множество работ, изучающих отдельно рассеяние и поглощение света. Научных работ прикладного характера, изучающих именно ослабление света, очень мало. Предложен алгоритм обработки результатов измерений ослабления оптического излучения суспензией из наночастиц. Алгоритм состоит из трех этапов и позволяет получить информацию о размерах и комплексном показателе преломления частиц. В данном исследовании, определен средний размер частиц методом степенной функции, измерены оптические свойства частиц методом спектральной прозрачности, получена функция распределения частиц по размерам. Алгоритм успешно опробован при измерении размеров и оптических свойств наночастиц Ag–Fe₃O₄ в воде

На цей час методи визначення оптичних властивостей наночастинок активно розвиваються й удосконалюються. Найчастіше застосовуються оптичні методи, в яких досліджується спектральна залежність інтенсивності випромінювання, яке пройшло через середовище з частинками, оскільки вони є менш чутливими до форми частинок. У науковій літературі існує безліч робіт, які вивчають окремо розсіювання і поглинання світла. Наукових робіт прикладного характеру, які вивчають саме ослаблення світла, дуже мало. Описано алгоритм обробки результатів вимірювань ослаблення світла суспензією з наночастинок. Алгоритм складається з трьох етапів і дозволяє отримати інформацію про розміри і комплексний показник заломлення частинок. У цьому дослідженні були виміряні середній розмір частинок методом ступеневої функції, оптичні властивості частинок методом спектральної прозорості, визначена функція розподілу частинок за розміром. Алгоритм успішно випробуваний при вимірюванні розмірів і оптичних властивостей наночастинок Ag–Fe₃O₄ у воді.

Nowadays, methods for determining the optical properties of nanoparticles are being actively developed and improved. The most popular are optical methods, in particular those that investigate the dependence of the spectral intensity of radiation passed through the medium with the particles, because they are less sensitive to a particle shape. In the scientific literature there are many works studying separately the scattering and absorption of light. There are few applied scientific works studying attenuation of light. In this paper the algorithm for processing the measurement data of the light attenuation by suspension of nanoparticles is proposed. The algorithm consists of three phases and provides information about the size and the complex refractive index of the particles. In this study, firstly, the average particle size was measured by method of power function, secondly, the optical properties of the particles were measured by method of spectral transparency and thirdly, the function of the particle size distribution was determined. The algorithm has been successfully tested during the measurement of the size and optical properties of Ag–Fe₃O₄ nanoparticles in water.