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粒子广泛存在于喷雾场中,对粒子信息的测量对研究粒子特性具有重要的意义。干涉粒子成像（IPI）是一种粒子测量技术,其主要依据由透明粒子表面的反射光和经过粒子内部的折射光等散射光在聚焦面上形成聚焦像,在离焦像上形成干涉图像。基于传输矩阵,对球形和椭球粒子的干涉离焦光场和聚焦光场进行了理论和实验研究;针对样品池摆放角度对干涉粒子成像系统的影响进行了研究;对离焦情况下的粒子采样体积和浓度检测进行了理论分析和实验研究。本论文的主要工作:1.对球形和椭球粒子的干涉成像测量进行理论分析。基于传输矩阵,对干涉成像测量系统中粒子散射光场分布进行了研究;基于几何光学,分析了一定散射角下球形粒子表面散射光出射点的位置,并对球形粒子聚焦和离焦图像进行了分析;并在此基础上,分析了沿椭球主面入射时粒子表面的出射点位置,并据此对椭球形粒子的聚焦和离焦干涉图像进行了研究。2.粒子干涉成像系统,给出了系统物像距及离焦干涉图尺寸的计算方法,提出了干涉成像系统下两种典型的样品池摆放方式对系统参数和实验现象的影响,用Zemax对粒子图像进行了模拟分析,并通过实验与理论确定了合理的样品池摆放方式。3.利用离焦干涉粒子成像测量粒子浓度。基于几何光学,研究了离焦干涉成像系统采样体积的计算方法,利用干涉图像尺寸是否在理论尺寸范围[（37）pix2,（37）pix1]内对采样体积内粒子进行判断和统计,为计算粒子浓度提供信息,并通过对不同尺寸和浓度的粒子实验验证了此方法的可行性。4.分别对球形和椭球粒子进行干涉成像实验。以标准球形粒子为原料制作椭球粒子,利用干涉成像实验装置,分别对球形和椭球粒子进行实验,通过干涉成像系统成像镜头后方加入分光棱镜,用两个CCD同时接收粒子的离焦或聚焦图像。