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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 171 毫秒
1.
张梅  林林  高应俊  罗云瀚 《光子学报》2014,41(7):781-785
提出了一种散射介质光学参量的干涉测量方法. 在蒙特卡罗数值模拟的基础上引入聚焦高斯光源模型和基于比例缩放的压缩算法, 实现了对光子后向散射分布和干涉特性的快速模拟. 利用计算数据训练了前向人工神经网络进行了介质光学参量的反向求解. 实验中以脂肪乳注射剂和生物染色剂印度墨水组成的悬混液为样本, 通过光学干涉系统测量得到了后向散射光依赖于深度的干涉光强分布, 并对其中散射和吸收系数进行了反向计算. 所得结果能够正确反映散射和吸收系数与散射和吸收物质浓度之间的线性关系, 验证了该方法的可行性.  相似文献   

2.
徐兰青  李晖  肖郑颖 《物理学报》2008,57(9):6030-6035
构建了内光源模型探讨散射介质中的光散射现象,利用蒙特卡罗方法研究了逃逸出组织的后向散射光子数随光子在组织内部发生的散射次数的分布关系,探讨了光源照明方式、辐射强度、接收方式、调制等参数的变化对后向散射的影响,结果表明后向散射光子的数量随散射次数的分布并非简单的单调递增或递减,而是一条先增大后减小出现峰值的曲线. 峰值位置、峰值大小及曲线形状与光源、探测方式、组织光学特性参数等有关. 关键词: 医用光学与生物技术 散射介质 后向散射 蒙特卡罗模拟  相似文献   

3.
由吸收系数和粒度分布计算浮游植物的散射光谱特征   总被引:7,自引:3,他引:4  
周雯  曹文熙  李彩  孙兆华  王桂芬  赵俊 《光学学报》2008,28(8):1429-1433
散射特性在水色卫星遥感模式的开发、水下光辐射传输、优势藻光谱特征的提取以及赤潮监测等方面有着重要的应用价值.在假定藻细胞为均匀球形结构的条件下,建立了浮游植物的散射正演模型.模型输入参量为实际测量的藻细胞吸收系数和粒度分布,输出参量为浮游植物的散射效率和吸收效率光谱.对短伪海链藻和威氏海链藻进行实验,模拟结果与实验结果的比较发现:该模型估箅得到的散射光谱能与实验的散射光谱得到很好的吻合,两种藻的模拟散射效率相对实验散射效率的误差分别为7%和10.6%,吸收效率的误差分别为7.4%和13.4%.模拟与实验结果的吻合表明,由吸收系数和粒度分布可以模拟出藻类的散射光谱特性.单细胞近似球形藻类散射正演模型可行.  相似文献   

4.
阐述了基于光子散射模型下的功能成像技术.运用蒙特卡罗方法对光子在介质中的散射路径进行了模拟和分析,从而引入光子散射的概念.通过对光子散射方程的解释引入了散射光子密度波的概念.通过无限大模型下光子密度波的波方程,引出光子密度波的异质模型.建立了基于消元的奇异值弱化重建算法,完成了对病态方程的求解,实现了对内嵌于均匀介质中异质的吸收系数分布图像的重建.在基于光散射成像技术所开发的成像系统平台下实现了异质小球的成像实验,对多个不同浓度的物体完成了成像,探测到介质中由于微小浓度改变而引起的吸收系数变化.  相似文献   

5.
本文应用Eikonal近似将微椭球用其等效的球来近似, 结合Mie理论对吸收介质中微椭球体颗粒光学参数进行了数值计算。 结果表明, 椭球位置变化时, 散射和吸收性能发生变化。离心率增大时, 散射和吸收系数都增大, 离心率越大增大的越明显。波长增大时, 在紫光波长为0.4 μm和近红外区波长为1.58 μm处散射系数出现了峰值, 而吸收系数单调增大。相对折射率实部以及虚部变化对光学参数均有影响, 颗粒的吸收性越强, 散射相应地减弱。结果表明这种数值解析方法能有效地计算椭球体颗粒的光学参数。  相似文献   

6.
将光学涡旋与计算全息技术相结合,提出一种高质量光学涡旋阵列的产生方法.从理论上研究了光学涡旋阵列的形成和分布特征,并模拟仿真产生涡旋光束阵列.基于面向目标的共轭对称延拓傅里叶计算全息方法编码生成光学涡旋阵列的全息图,利用单个反射式空间光调制器光电再现了与理论一致的光学涡旋阵列,并通过马赫-增德尔干涉法对生成的光学涡旋阵列进行验证.产生的高质量光学涡旋阵列提供了更复杂的结构分布和更多的可控参量,且实验光路易实现.研究结果在光学微操控、光通信等领域具有潜在应用价值.  相似文献   

7.
徐兰青  李晖  谢树森 《物理学报》2008,57(9):6024-6029
利用斯托克斯-米勒矩阵表述分析偏振光在手性介质中的传输规律,利用瑞利近似下的单次散射模型和基于米氏散射理论的多次散射的蒙特卡罗方法,探讨葡萄糖对后向散射偏振光传输特性的影响,计算了不同葡萄糖浓度下的后向散射米勒矩阵. 结果表明在含有葡萄糖的手性介质中后向散射米勒矩阵的若干矩阵元表现出微弱的旋光效应,旋光度随葡萄糖浓度增大而增大. 为了检测低浓度下微小的旋光变化,定义了函数对含-不含葡萄糖的米勒矩阵元图像进行处理,提取由葡萄糖引入的图像差异. 结合无创血糖检测应用要求,分析了葡萄糖生理浓度下的矩阵元图像,获 关键词: 医用光学与生物技术 偏振光 斯托克斯-米勒表述 蒙特卡罗模拟  相似文献   

8.
杨雪  李刚  刘妍  赵静  林凌 《光谱学与光谱分析》2016,36(11):3476-3480
乳腺等类型生物组织的透射Monte Carlo模拟(简称MC模拟)耗时很长,这主要是由于被模拟的组织较厚和Monte Carlo模拟自身统计特性引起的所需光子数量多造成的。针对光源与接收面在同一直线上,采用光纤接收透射光的模型进行分析,通过考虑生物组织自身的光学特性,进行了边界约束和有效后向散射次数的限制来缩短仿真时间,经过多次实验验证,以两次散射所到位置为分界,并充分利用组织光学参数计算约束边界,计算相对比较简单,同时考虑到入射与出射的实际情况进行微扩,从而得到的约束边界。对光学参数相同但厚度不同的组织进行仿真,分析进入同一位置光纤的光子数所发生后向散射次数,发现后向散射次数随着组织厚度与散射系数的增大而增大,随着吸收系数与各向异性因子的增大而减小,通过限定后向散射次数来节省时间。仿真结果表明,在传统计算机上,该方法能够显著缩短MC模拟的运算时间50%左右,尤其适用于较厚且边界较为复杂的高散射物质的MC模拟。该提速方法主要应用于光源与接收面处于同一直线,且生物组织较厚,散射系数较大的情况,能够有效节约仿真所需时间,有利于分析组织透射成像。  相似文献   

9.
戴云  张雨东  史国华 《光学学报》2006,26(11):666-1670
通过将计算层析技术与光学相干层析技术相结合,测量散射介质非均匀折射率分布。该方法测量散射样品折射率分布时,通过光学相干层析技术测量散射样品折射率分布在多个方向上的投影,采用计算层析技术实现对样品折射率分布的层析重建,克服了传统折射率光学测量方法如单纯的基于光学相干层析原理的焦点追迹法和光程匹配法,不能测量散射介质非均匀折射率分布的缺点。采用该方法在实验中对梯度折射率棒的径向相对折射率分布进行层析重建,取得了较好的实验结果。  相似文献   

10.
激光气象雷达多次后向散射信号特性分析   总被引:1,自引:1,他引:1  
王春晖  张建  李明卓  王骐 《光子学报》2007,36(10):1881-1883
利用小角近似方法,分别给出了单次和多次后向散射激光雷达方程.通过引入的多次散射评价参量,分析了接收视场角和光学厚度等因素对多次后向散射信号的影响.理论研究表明:多次后向散射主要与接收视场角和光学厚度密切相关,当接收视场角比发射视场角大10倍,光学厚度超过3时, 多次后向散射信号逐渐增大并占主要优势,当接收视场角比发射视场角大100倍时,光学厚度超过1时,多次后向散射信号开始明显增强.  相似文献   

11.
Lin Lin  Zhang Mei  Luo Yunhan 《Optik》2012,123(3):197-201
A fast and effective method for reconstruction of optical absorption property of scattering object is developed. A revised Monte Carlo forward model is set up with new detection criteria for simulation of low coherence interferometer (LCI) system. Calculation of coherent signal could be accelerated by a scaling method based on baseline data simulated by Monte Carlo method. The inverse procedure of scaling method is utilized to extract absorption coefficient by dichotomy algorithm. Fat emulsion and stain mixture of Intralipid? and India ink are taken as scattering and absorbing sample. The results of reconstruction have shown the linear relationship between absorption and concentration of India ink. The maximum absolute relative deviation is 6.21%.  相似文献   

12.
This contribution presents a new Ray-tracing method for calculating effective radiative properties of densely packed spheres in non-absorbing or semitransparent host medium. The method is restricted to the geometric optic objects and neglects the wave effects. The effective radiative properties such as the absorption and scattering coefficients, and phase function are retrieved from the calculation of mean-free paths of scattering and absorption, and the angular scattering probability of radiation propagating in the dispersed medium. The model accounts for the two geometric effects called here as non-point scattering and ray transportation effects. The successful comparison of the current model with data of radiative properties and transmittances of particle beds in a non-absorbing medium reported in the literature confirm its suitability. It is shown that: (i) for opaque or absorbing particles (not systematically opaque), the non-point scattering is the dominant geometric effects whereas both non-point scattering and ray transportation effects occur for weakly absorbing and transparent particles. In the later cases, these two geometric effects oppose and may cancel out. This may explain why the Independent scattering theory works well for packed of quasi-transparent particles; (ii) the non-point scattering and ray transportation effects can be captured through the scattering and absorption coefficients while using the classical form of phase function. This enables using the standard radiative transfer equation (RTE); (iii) the surrounding medium absorption can be accounted for without any homogenization rule. It contributes to increasing the effective absorption coefficient of the composite medium as expected but, at the same time, it reduces the particle extinction; and (iv) the current transfer calculation predicts remarkably the results of direct Monte Carlo (MC) simulation. This study tends therefore to confirm that the RTE can be applied to densely packed media by using effective radiative properties.  相似文献   

13.
A conjugate gradient method without line search (CGMWLS) is presented. This method is used to retrieve the local maps of absorption and scattering coefficients inside the tissue-like test medium, with the synthetic data. The forward problem is solved with a discrete-ordinates finite-difference method based on the frequency domain formulation of radiative transfer equation. The inversion results demonstrate that the CGMWLS can retrieve simultaneously the spatial distributions of optical properties inside the medium within a reasonable accuracy, by reducing cross-talk between absorption and scattering coefficients.  相似文献   

14.
The scattering of linearly or circularly polarized light from a semibounded randomly inhomogeneous medium is considered. A new technique for simulating the electromagnetic radiation transport using the Monte Carlo method is proposed, which makes it possible to avoid cumbersome calculation of Muller matrices. Expressions are obtained for the co- and cross-polarized components of backscattered light for incident light of arbitrary polarization. The coherent and incoherent backscattering components are calculated for arbitrary combinations of incident and scattered light polarizations. It is shown that the main contribution to coherent backscattering is from the co- and cross-polarized components for linearly and circularly polarized light, respectively. The backscattering from an optically active random medium is calculated.  相似文献   

15.
利用光学相干层析成像技术对强散射介质的光学特性进行了测量研究.通过理论模拟分析了镜面反射条件下散射系数及各向异性因子对外差效应因子的影响.提出镜面反射情况下利用广义惠更斯菲涅尔模型提取材料光学特性的算法.通过对不同浓度的IntralipidTM溶液的测量,获得了可靠的光学散射特性实验结果,并研究了散射系数与其浓度之间的...  相似文献   

16.
A method for calculating the spectral moments of dipole absorption and Raman scattering by asymmetric top molecules is proposed. The method is based on the calculation of coefficients of expansion of the corresponding orientation correlation functions in a Taylor series using the formalism of the angular momentum theory.  相似文献   

17.
The Sensitivity Function-based Conjugate Gradient Method (SFCGM) is described. This method is used to solve the inverse problems of function estimation, such as the local maps of absorption and scattering coefficients, as applied to optical tomography for biomedical imaging. A highly scattering, absorbing, non-reflecting, non-emitting medium is considered here and simultaneous reconstructions of absorption and scattering coefficients inside the test medium are achieved with the proposed optimization technique, by using the exit intensity measured at boundary surfaces. The forward problem is solved with a discrete-ordinates finite-difference method on the framework of the frequency-domain full equation of radiative transfer. The modulation frequency is set to 600 MHz and the frequency data, obtained with the source modulation, is used as the input data. The inversion results demonstrate that the SFCGM can retrieve simultaneously the spatial distributions of optical properties inside the medium within a reasonable accuracy, by significantly reducing a cross-talk between inter-parameters. It is also observed that the closer-to-detector objects are better retrieved.  相似文献   

18.
陈志鹏  於文静  高雷 《物理学报》2019,68(5):51101-051101
研究了两束相干光以相同的入射角从左、右两侧分别入射到Au-SiO_2复合介质板时,在不同的体系参数下该复合材料体系发生相干完美吸收的情形.运用有效媒质理论推导出了复合介质的有效介电常数以及有效磁导率;在得到有效电磁参数的基础上进一步推导得到平面波入射复合介质板时的反/透射系数.通过比较分析非局域和局域情况下颗粒复合介质的相干完美吸收现象,发现当颗粒尺寸很小时非局域效应的影响会导致复合介质产生相干完美吸收的入射光的频率范围显著变宽.在进一步的解析计算中,通过调节复合介质板的厚度、入射光波长、金属颗粒体积分数等参数得到了不同情况下产生的相干完美吸收现象,并由此分析非局域情形下对于相干完美吸收现象的调控.  相似文献   

19.
X射线荧光光谱中散射效应对荧光强度的贡献研究   总被引:3,自引:1,他引:2  
采用理论计算和实验测定的方法研究了在纯元素样品、BaB二元样品及熔融片样品中三种散射效应对荧光强度的贡献(包括相干散射X射线激发的荧光强度、非相干散射X射线激发的荧光强度以及其他方向的一次荧光X射线被散射进探测方向的强度)大小及其变化规律。研究结果表明,三种散射效应对荧光强度的贡献大小与所研究元素原子特征谱线的能量及样品的基体有关,元素原子的特征谱线能量越高,散射效应对荧光强度的贡献越大;轻基体样品中散射效应对荧光的贡献比重基体样品大。实验证明,将散射效应包括在基本参数法的理论计算中可以有效地提高理论计算的准确度。  相似文献   

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