使用动态光散射法可以获得颗粒的光强加权平均粒径, 以及光强加权颗粒粒度分布。为获得数量或体积加权颗粒粒度分布, 提出从光强分布到数量分布转换的直接比值法。该方法首先依据Mie散射理论求解不同粒径颗粒的散射光强, 然后将光强分布与对应颗粒的散射光强进行比对, 获得颗粒的数量分布, 进而得到颗粒的体积分布。使用动态光散射法测量得到聚苯乙烯乳胶球混合样品的光强分布, 利用直接比值法将光强分布转换为数量分布和体积分布, 并与扫描电子显微镜测量的数量分布进行了对比, 实验数据表明采用直接比值法能够获得准确的数量分布。

为了实现同时兼顾大、小颗粒测量的液体颗粒计数, 在分析细小光束照射下球形颗粒脉冲信号波形特征的基础上, 提出了一种颗粒粒径信息提取方法, 该方法通过对脉冲信号积分将颗粒脉冲信号的幅度与持续时间结合, 可更加准确地提取颗粒的等效粒径信息.对理想脉冲信号进行数值模拟, 并采用乳胶微粒标准物质进行实验测试, 结果表明, 该方法能够有效地提取大颗粒和小颗粒的粒径信息, 从而拓宽了仪器检测范围.同时, 分析了流速和噪声对该方法提取粒径准确性的影响, 结果表明当流速波动小于10%时, 测量误差小于5.41%; 当噪声小于1%时, 测量误差小于0.50%.

目前光子相关器在处理速度和动态范围上还不能满足光子相关光谱技术的需求, 为解决此问题, 对比分析了比例相关器和多采样时间相关器的结构, 并结合两者的优点提出利用多采样时间相关结构来设计相关器的高速通道, 利用比例相关结构来设计相关器的低速通道, 并将高速通道和低速通道相结合, 实现大动态范围高速光子相关器的设计。实验结果表明: 大动态范围高速光子相关器的采样时间下限可以达到10 ns, 动态范围达到1.1×1012, 采用改进归一化方法时, 基线误差为0.095 %, 相关函数具有足够的精度。

双峰分布数据的反演是动态光散射中的难点，在双峰分布数据反演中经常采用Tikhonov正则化方法，但不同正则矩阵对反演结果的影响还不明确。分别采用单位矩阵L1、一阶差分矩阵L2、二阶差分矩阵L3，在6种噪声水平下，对两种双峰分布颗粒进行了反演研究，模拟数据表明：随着噪声水平的增加，双峰分辨力下降，光强比越接近、颗粒越大，算法抗干扰能力越强；在同等噪声情况下，矩阵L3的双峰分辨力最好、反演误差最小，L1双峰分辨力最差、反演误差最大；L3能够分辨出的峰值粒径比最低，L1最大。同等噪声水平下，峰值粒径比越大，双峰分辨力越强。因此在处理有噪声数据时，为保证反演结果的准确性，应优先选择L3。最后通过实验数据的反演结果验证了模拟数据的结论。

截断奇异值分解法能够反演纳米颗粒的粒度分布，但通常难以确定其最优截断参数。在分析截断奇异值算法的基础上，提出非负迭代截断奇异值算法来获取纳米颗粒的粒度分布，并对选取截断参数的L-曲线准则进行了修正。实验结果表明，利用二次截断L-曲线准则选取最优截断参数，使用非负迭代截断奇异值反演算法，能准确地表征单峰分布的颗粒粒径大小及粒径分布，所求平均粒径相对误差小于3%。

动态光散射反演算法参数的微小变化会导致解的巨大偏差，因此需建立反演算法的评价指标，据此对反演结果进行评价，以提高测量的精度。从相关函数的拟合精度、粒度分布的稳定性、测量结果的重复性等三个方面对反演算法进行了分析，进而建立起了反演算法的三个评价指标。评价指标一：相关函数拟合的均方根（RMS）误差小于 0.001，误差的品质因子Q>0.7；评价指标二：粒度分布范数的相对标准偏差RN<5%；评价指标三：测量结果的相对标准差（RSD）小于 2%。实验结果表明：当反演算法满足三个评价指标时，其稳定性好，重复精度高，可以获得最接近实际的测量结果。

在光子相关光谱(PCS)颗粒测量技术中非线性累积反演方法是一种重要的算法。采用无约束非线性优化算法对反演过程中相关曲线的拟合问题进行了分析和研究, 实现了从任意初始值开始获取最优非线性拟合解, 并给出了算法的实现步骤。采用此方法对50 nm, 100 nm, 200 nm和500 nm的标准聚苯乙烯乳胶颗粒的实测光强自相关函数数据进行了拟合, 并反演了颗粒粒径, 与其他曲线拟合算法相比, 本算法不但对初始值的依赖性小, 而且得到的颗粒粒径更接近乳胶颗粒的标称直径, 测量误差更小。