Particle Size Measurement of Extinction Spectrum Based on Near-Infrared Narrow Band Light Source

Xiangpeng Li; Huazhong Xiang; Gang Zheng; Minghui Chen; Hui Yang

doi:10.3788/LOP202259.2129002

Laser & Optoelectronics Progress, Volume. 59, Issue 21, 2129002(2022)

Particle Size Measurement of Extinction Spectrum Based on Near-Infrared Narrow Band Light Source

Xiangpeng Li, Huazhong Xiang^*, Gang Zheng, Minghui Chen, and Hui Yang

Shanghai Interventional Medical Device Engineering Research Center, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China

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Fig. 1. Transmission extinction spectrum of near- infrared narrow band light source

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Fig. 2. Particle volume frequency distribution under different noises. (a) Unimodal distribution; (b) bimodal distribution

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Table 1. Simulation inversion results of unimodal distribution
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Table 1. Simulation inversion results of unimodal distribution
Theoretical values $(\bar{D}, k)$ Inversion values $(\bar{D}, k)$ R_RMSE /%
（3，5.0）（3.0020，4.9827） 0.34
（5，8.0）（5.0013，7.9840） 0.21
（15，6.5）（15.0016，6.4954） 0.08

Table 2. Simulation inversion results of bimodal distribution

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Table 2. Simulation inversion results of bimodal distribution

Theoretical values $({\bar{D}}_{1}, k_{1}, \dots, {\bar{D}}_{2}, k_{2})$	Inversion values $({\bar{D}}_{1}, k_{1}, \dots, {\bar{D}}_{2}, k_{2})$	R_RMSE /%
（3.0，8.0 $, \dots,$ 5.0，8.0）	（3.0284，7.9814 $, \dots,$ 5.0136，8.1778）	3.49
（5.0，8.0 $, \dots,$ 15.0，6.5）	（5.0214，8.1432 $, \dots,$ 15.1395，6.2858）	4.01
（5.0，8.5 $, \dots,$ 11.5，5.0）	（4.9825，8.7697 $, \dots,$ 11.4261，5.1869）	3.73

Table 3. Inversion calculation results of particle volume frequency under different noises

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Table 3. Inversion calculation results of particle volume frequency under different noises

Theoretical value	Random noise /%	Inversion value	R_RMSE /%
（5.0，8.0）	1	（4.9707，8.1956）	3.74
（5.0，8.0）	3	（4.9399，7.3984）	7.89
（5.0，8.0）	5	（4.9860，8.9349）	8.44
（5.0，8.5，…，11.5，5.0）	1	（4.9033，8.5428，…，11.7753，4.5144）	11.34
（5.0，8.5，…，11.5，5.0）	3	（5.0363，8.6048，…，10.8851，5.5086）	14.31
（5.0，8.5，…，11.5，5.0）	5	（5.0228，8.5924，…，10.9157，6.3196）	18.93

Table 4. Experimental inversion results of unimodal particle

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Table 4. Experimental inversion results of unimodal particle

Sample number	Theoretical value（D50）/μm	Inversion value $(\bar{D}, k)$	Inversion value（D50）/μm	Relative error /%
GBW120134	3.44	（3.8281，9.0439）	3.6760	6.86
GBW120024	9.40	（10.4217，9.8064）	10.1355	7.82
GBW120041	14.62	（15.6265，10.2607）	15.0779	3.13

Table 5. Experimental inversion results of bimodal particle

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Table 5. Experimental inversion results of bimodal particle

Theoretical value（D50）/μm	Inversion value $({\bar{D}}_{1}, k_{1}, \dots, {\bar{D}}_{2}, k_{2})$	Inversion value（D50）/μm	Relative error /%
（3.44，9.40）	（4.2951，4.8413，…，11.5726，9.5144）	（3.9818，11.4237）	（15.75，18.46）

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Xiangpeng Li, Huazhong Xiang, Gang Zheng, Minghui Chen, Hui Yang. Particle Size Measurement of Extinction Spectrum Based on Near-Infrared Narrow Band Light Source[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2022, 59(21): 2129002

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