光子相关光谱法（Photon Correlation Spectroscopy，PCS）是采用光子计数相关技术的动态光散射颗粒测量方法。它基于悬浮颗粒在液体中作布朗运动引起的散射光信号的多普勒频移，对采集到的散射光信号进行自相关分析，利用反演算法反演出颗粒物的粒度分布信息。自上世纪70年代以来，光子相关光谱法因其具有非接触、速度快、测量精确、操作简单等优点成为纳米级颗粒粒度测量的重要技术手段之一。　　 反演算法是光子相关光谱法颗粒测量的两个关键技术之一。因此，设计良好的反演算法，熟悉并掌握反演算法的性能是现阶段光子相关光谱法颗粒测量的主要课题之一。基于此原因，课题组提出了本文的研究任务--遗传算法在光子相关光谱法纳米颗粒粒度测量中的应用研究。　　 本文的理论基础主要包括两个方面的内容：一是对光子相关光谱法理论中的布朗运动、多普勒频移、散射光的相关分析和反演算法的思路等进行了详细的理论分析和公式推导；二是系统地阐述了遗传算法的概念及其基本原理，介绍了包括模式定理和收敛性分析在内的遗传算法的数学基础理论，特别是利用 Markov链对进化过程进行了理论分析，得到遗传算法收敛性方面的重要结论。另外还列举了常用的两种遗传算法：二进制编码遗传算法和实数编码遗传算法。　　 为了全面了解这两种编码机制不同的遗传算法的反演性能，文中设计了两个基于MATLAB的遗传算法反演分析程序。分别对直径为90nm和500nm单分散球形颗粒系进行了数值模拟，根据模拟结果，相应地分析了这两种算法的反演性能。通过比较研究发现，实数编码遗传算法无论在峰位置，峰宽度，反演精度和运行速度上都要优于二进制编码遗传算法。同时还模拟了算法范围选取的不同对反演峰和反演精度的影响。一般情况下，反演范围越小，峰对称性越差，但精度越高；反之，则峰对称性越好，精度越低。　　 通过引入混沌思想，融合模拟退火算法，对实数编码遗传算法进行改进，以提高算法局部搜索能力。考虑到反演范围对反演精度的影响，算法加入自动调整算法反演范围功能，进行一次迭代运算，使其更方便，更有效地应用于实际颗粒测量。数值模拟结果显示，改进后的算法比改进前反演性能更好些，在加入噪声后，算法反演结果比较稳定，说明其具有较强的抗噪声干扰能力。　　 最后，通过读入美国 Brookhaven 仪器公司的BI-9000AT 数字相关器输出的实际相关函数数据文件，反演并分析了实测 90nm 聚苯乙烯标准颗粒样品的实验数据。结果表明算法的性能大体上接近 BI-9000AI 数字相关器的自带算法程序9KDLSW。