【摘要】 当其他组分形成单分子厚度的界面膜时，表面张力必须推广为表面张力张量表面光散射光谱报告了可以根据这种更一般的表面性质来分析的动力学本文对简单接口和复杂接口都进行了分析。

表面光散射技术的原理是对无处不在的小振幅表面波散射入射激光束所引起的干涉模式进行无创检测。这个过程可以被认为是被称为涟漪的量子化表面波对光子的散射[1]。三维模拟是声子的光子散射。波纹的波长和振幅特性可以建立，并与表面张力、表面粘弹性响应、体粘度和密度有关，这些特性作为表面恢复力和阻尼机制作用于波纹。表面张力是一种难以捉摸的现象，它控制着许多单独的过程和日常现象。对于单组分简单流体，它是压力的二维模拟，它的作用是保持尽可能小的表面积。

 

当其他组分形成单分子厚度的界面膜时，表面张力必须推广为表面张力张量表面光散射光谱报告了可以根据这种更一般的表面性质来分析的动力学本文对简单接口和复杂接口都进行了分析。多年来，表面光散射一直有望成为一种简单的无创测量流体表面张力和粘度的方法——流体界面(液-汽或液-液)。当光学访问流体表面是可用的，这种技术应该是既快速又容易，也没有困难的校准协议。

 

然而，直到最近，许多问题一直困扰着这项技术的实现。外部振动一直是主要问题之一，因为微小的振动经常会导致来自流体界面的散射信号和光栅斑在探测器表面来回移动，这是一种光学杠杆效应。反射或传输的激光束具有高斯强度轮廓，因此反射和散射光的角度运动导致探测器测量的强度发生变化，而这反过来又以低频调制的形式出现，与数据无法区分。有时，外部振动会导致信号完全丢失，这表明在改进仪器设计方面，没有数据比有数据更好。

 

为了解决这个问题，一些研究人员把他们的实验室所在的建筑的整个部分漂浮在沉入地下的塔上;或者，可以使用主动控制表来帮助消除晃动，或者使用主动控制镜来控制反射光束的方向以消除这种影响;这些方法具有相当大的成本或复杂性。

 

图1.平板克服表面晃动[1]

 

如图1所示，相位光栅成像幅度光栅也可以对准液体界面挑出液体表面上的窄波长范围进行检测。请注意，同样的信息可以通过使用透镜通过接口投影图像或通过从接口反射图像来获得，其中两种方法都在检测器处提供光栅的光学傅里叶变换。一种仪器设计使用圆柱单元和互相关来抑制外部振动引入信号的不需要的低频贡献。

 

这种设计允许使用直径小得多的容器。直径约25毫米的圆柱形电池。具有光学均匀和薄壁，在一个维度上最小化半月板引起的曲率。通过对准垂直于圆柱体轴线的投影条纹，简单地延长了光栅线，而不改变它们的平行度。这种光学效应显示在图2所示，这保证了像线间距不随散射角的变化而变化。 

 

图2. 圆柱形电池克服表面晃动[1]

 

[1] Meyer, William V.; Wegdam, Gerard H.; Fenistein, Denis; Mann, Jr., J. Adin (2001). Advances in Surface-Light-Scattering Instrumentation and Analysis: Noninvasive Measuring of Surface Tension, Viscosity, and Other Interfacial Parameters. ao/40/24/ao-40-24-4113.pdf, 40(24), 4113. 

 

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