本文对彩虹测粒技术进行研究。彩虹测粒技术是一种可同时测量透明粒子粒径和折射率的非接触式测量方法。其测量理论基于自然界中的彩虹现象。彩虹现象源自经历了粒子内部和外部不同光程的光线的相互叠加和干涉，因此对粒子的粒径和折射率敏感。　　 本文研究了单颗粒彩虹的参数反演问题。建立了参数反演的数学模型，并提出了一种全新的参数反演方法。新方法采用基于经验模态分解的算法来移除噪声，能够在较低的信噪比条件下取得极好的去噪结果，并能有效避免处理过程中的信号偏移和损失。提出了一种初值选取方法和信号特征点提取方法，可大大压缩参数反演的计算量。在此基础上，提出了一种基于Debye理论的新的反演寻优方法，可迅速的反演得到较为精确的反演参数，并通过二次修正，可进一步得到更精确的反演结果。新方法大大提高了反演的准确性，扩大了算法的适用范围。数值模拟结果显示新方法具有较好的可靠性和精度。　　 本文对吸收性颗粒的彩虹现象进行研究，在此基础上提出了一个新的多参数彩虹测量方法。通过对吸收性粒子的彩虹光强分布特性进行计算研究，发现粒子的吸收性不改变彩虹光强波峰及对应频峰的位置，但改变彩虹光强的强度，尤其对彩虹Airy结构和表面波结构影响较大，并因此降低了彩虹的可见度。计算发现粒子散射光的吸收系数最大值出现在彩虹区，并随粒子吸收率和粒径的增加稳定在彩虹最大波峰角位置，而且此处的吸收系数与吸收率之间有着线性关系。在此基础上，提出了一种新的多参数彩虹测量方法，可同时对粒子的吸收率即折射率虚部，折射率实部和粒子粒径进行测量。模拟结果表明，此方法能定性的反演粒子折射率虚部的变化趋势，并经过标定后能定量的得到折射率虚部的反演值。　　 本文对非球形粒子的彩虹分布特性进行研究。以椭球粒子为研究对象，通过采用光线追踪的方法，对具有任意长短轴比的长椭球粒子以及扁椭球粒子的几何彩虹角进行计算。分析了椭球粒子的几何彩虹角与椭球粒子折射率和长短轴比之间的关系，进而研究了椭球粒子彩虹的角度偏移对对彩虹测粒技术的影响。　　 本文对粒子群的彩虹现象进行研究，并提出粒子群尺寸分布和折射率的反演算法。研究发现粒子群彩虹的主峰主要受粒子群平均粒径和折射率的影响，而受粒子群尺寸分布的影响较小，由此造成了粒径分布反演时由于解的多值性造成的困难。因此本文提出一个基于正则化的非负最小二乘方法的粒子粒径分布反演方法，通过采用L曲线的方法来设置正则参数，通过采用基于经验模态分解的彩虹去噪技术来滤除噪声干扰。在不同噪声情况下对具有不同粒径分布的粒子群彩虹进行数值反演计算，结果表明，本文算法具有较好的抗噪能力，并能取得较为稳定和可靠的结果。　　 本文设计和搭建了三种不同的实验装备，通过CCD相机采集彩虹散射光，本文运用上述的彩虹测量算法对不同的实验对象同时进行折射率，粒径及粒径分布的测量。实验结果表明，本文提出的方法具有较好的可靠性和精度。