當光束照射到顆粒上時，會偏離原來的傳播方向。當顆粒較大，尤其當顆粒具有較強的吸收性時，這種偏離的規(guī)律可以用光的衍射理論描述，因此該儀器在誕生時的正式名稱是“
激光粒度分析儀”。但是在更一般的情況下，例如顆粒尺寸小于光波長，或者顆粒尺寸與光波長的尺度相近，并且對照明光透明，衍射理論不再適用，這時就需要用嚴格建立在麥克斯韋電磁波理論基礎(chǔ)上的米氏散射理論來描述。
在一定條件下，顆粒越大，散射光的分布范圍越廣。當顆粒為理想圓球時(粒度測量中，都假設(shè)顆粒是理想圓球)，散射光斑由中心的亮斑和外圍一系列明暗相間的同心圓環(huán)組成，這樣的光斑稱為“愛里斑(AiryDisk)”。中心亮斑包含了衍射光(從一般意義上說，顆粒的散射光可近似看成衍射光和幾何散射光的相干疊加，但是幾何散射光不包含顆粒大小的信息，換言之，顆粒大小信息只包含在衍射光的分布中)總能量的83.8%，因此通常把中心亮斑的角半徑(從光斑中心點到第一個暗環(huán)的角距離)作為愛里斑的半徑，或作為顆粒對光的散射角θA。業(yè)界普遍認為：顆粒越小，θA越大。或者說：顆粒大小與愛里斑大小有一一對應(yīng)關(guān)系。
從激光器發(fā)出的細激光束經(jīng)過空間濾波和準直，成為一束平行、純凈的擴展光束，然后照射到測量池內(nèi)。被測顆粒分散懸浮在池內(nèi)的分散介質(zhì)(例如，水)中。入射光如果遇到顆粒，就被散射，形成散射光；沒有遇到顆粒的光仍然是平行光，沿著原來的方向傳播。后者經(jīng)過傅里葉透鏡后被會聚到光電探測器的中心，并穿過中心上的小孔，被中心探測器接收。散射光經(jīng)過傅里葉透鏡后，相同散射角的光被聚焦到探測器的同一點上。因此探測器上的一個點代表一個散射角θ。探測器由多個獨立的探測單元組成，每個單元對應(yīng)一個散射角區(qū)間。單元序號從探測器的中心往外，逐漸增大。
