基于混合漫射近似的空间分辨漫反射光学参量灵敏度的研究

根据空间分辨漫反射的双点源混合漫射近似模型, 推导了空间分辨漫反射率对生物组织吸收系数μ_a和有效散射系数μ'_s灵敏度的解析表示, 系统研究了在强吸收条件近光源区域吸收系数μ_a和有效散射系数μ'_s对漫反射光子分布的影响. 研究表明: 吸收系数的灵敏度随光源与探测器间距ρ的增加呈线性增长, 其斜率正比于(μ'_s/μ_a)^1/4, 比例系数约为1.4, 同时获得一个优化的探测距离ρ_opt, 距离光源约3.4个输运平均自由程, 在这个距离处有效散射系数的变化对测量吸收的影响最小. 这项研究对于生物组织的光学性质测量以及漫反射光谱技术的应用具有重要意义.     

里兹方法在光波导理论中的应用

本文讨论了在三层平板介质波导中TE波的传播问题.三层平板的芯区由Kerr介质构成,其折射率平方(n²)的剖面分布随x作抛物分布变化.本文将应用变分法中的里兹方法,求出亥姆霍兹方程的第一级近似的解析解.     

多层“台阶”近似方法中层数与计算误差的关系

多层"台阶"近似方法是将平板波导中折射率随厚度变化的曲线近似地用N层台阶形的折线来代替,使每一个小区域内折射率成为常数,由此得到电磁场分布和传播常数.本文从理论上给出了层数N与计算精度之间的关系.推导出在分割成N层和2N层两种近似下的计算值精度的改进.本文结果适用于任何渐变折射率平板光波导.     

Pt插层对铁磁/反铁磁界面交换耦合的影响

在铁磁层(FM)/反铁磁层(FeMn)耦合体系中插入Pt 插层或对靠近FM/FeMn界面处的FeMn掺杂Pt元素,研究了体系的交换偏置场 H_ex及矫顽力H_c随Pt插层深度 d_Pt与Pt掺杂层厚度t_PtFeMn的变化关系. 实验结果表明,引入Pt插层后NiFe/FeMn(d_Pt)/Pt/FeMn体系的未补偿磁矩(UCS)的数量得到很大的提高,从而对H_ex与H_c 起到增强的作用; 同时, 从实验结果可以推测FeMn层内部UCS的分布深度约为1.3 nm. 另外,对靠近FM/FeMn界面处的FeMn掺杂Pt元素,发现掺入Pt元素后体系的H_ex 得到有效增强, 这是因为掺入Pt元素后体系UCS的数量也得到很大的提高.     

共轭低聚物中光生分子间电荷转移态的第一性原理研究

本文基于第一性原理中的Heyd-Scuseria-Ernzerh方法研究了单层In_1-xGa_xN的电子结构和光学性质.计算得到单层In_1-xGa_xN的能带结构和态密度（DOS）,发现随着掺杂比例的变化,体系带隙的变化范围是1.8~3.8 eV,表明通过Ga的掺杂可以实现体系带隙值的调节.并且还研究了单层In_1-xGa_xN的介电函数,折射率和吸收系数等光学性质,结果表明随着Ga掺杂浓度的增加,介电函数谱的主峰和吸收谱发生了显著的蓝移.此外,基于能带结构和态密度图谱,对单层In_1-xGa_xN的光学性质进行分析,预测这种材料独特的光学性质在纳米电子学和光学器件中会有广泛的应用.     

无标度立体Koch网络的建立及其结构性质研究

根据经典Koch曲线的构造,利用四面体作为迭代基元构造了一种立体Koch网络并对其结构性质做了研究, 给出了该网络的度分布函数,计算了该网络的团簇系数、平均最短路径长度以及度关联函数.结果表明,所构建的网络是无标度网络,度分布临界指数γ≈332;其团簇系数趋向于常数值0870435;平均路径长度与网络尺寸的对数呈正比关系,说明该网络具有小世界网络特性.另外,计算结果表明k_nn(k)随k的变化而变化,说明该Koch网络具有一定的度关联性.     

Delta-P1近似漫反射光学模型的二阶参量灵敏度

基于Delta-P₁近似漫反射光学模型, 推导了双点源近似下空间分辨漫反射解对于Henyey-Greenstein散射相函数的二阶参量γ的灵敏度表达式, 研究了参量γ对漫反射分布的影响. 研究表明, 与漫射近似模型相比, Delta-P₁近似漫反射光学模型不仅含有散射相函数的二阶参量γ, 而且在弱吸收或强吸收的情况下, 参量γ对于光源附近(ρ<1.0 mm)的空间分辨漫反射都存在较大的影响(极值大于30%). 因此利用γ研究漫反射光分布对于获取组织光学信息具有重要的意义.     

光纤光栅的局域耦合模分析

本文运用矢量局域耦合理论分析了平均扰动折射率随Z轴变化的单模光纤光栅的纤芯模场分布、包层模场分布以及耦合系数,得到更为精确的光栅光谱特性.并分别计算了布喇格光栅和长周期光纤光栅在平均扰动折射率在Z轴有扰动时的光谱特性图.从而得出平均折射率随Z轴变化对光谱特性的危害性,并提出了解决方法.     

双参数形变量子振子系统的Glauber相干态

本文构造了双参数形变量子振子系统的Glauber相干态|α>_q,s,讨论了|α>_q,s的完备性、粒子数分布、振子强度分布、最小测不准关系、相干性和Poisson统计性质。     

有机分子超薄膜的结构对摩擦的影响

采用分子动力学方法, 模拟了由脂肪酸C_nH_2n+1COOH}和C₁₇H₃₁COOH (n=12,13,14,15,16,17)组成的混合单层Langmuir-Blodgett(LB)膜间的摩擦特性, 探究了膜结构的变化对超薄膜的摩擦的影响. 结果显示. 在滑动过程中, 随着n的增加, 膜内分子的运动受到邻近分子的约束逐渐增加, 膜结构的稳定性也逐渐增加, 其剪切压逐渐减小, n=17时的剪切压最小. 在两单层膜之间无氢键形成; 而混合膜内的分子之间形成的氢键是单层膜结构稳定的主要因素, 其中n=16时形成的氢键最稳定, 但全部由相同C₁₇H₃₁COOH分子组成的单层膜的滑动效果最好. 分子的弯曲形变能对剪切压影响非常小.     

生物组织血液灌注率的无损测量研究

本文提出了无损测量生物组织血液灌注率的体表绝热法。推导出了体表绝热时生物组织内温度响应的一维解析解。采用二维生物传热模型,分析了生物组织有限厚度、体表有限绝热面积和血液灌注率分布不均匀的影响。对人体组织的血液灌注率进行了测量,实测温度响应与理论预测值吻合。由于利用的只是体表的瞬态温度信息,对生物组织不会造成损伤,也不会干扰生物组织正常的生理状态,整个测量系统也比较简单。     

光动力治疗中热效应的理论分析与计算

基于Pennes传热方程，从理论上分析了光动力治疗中激光作用所引起的组织温升的变化.结果表明，激光照射在生物组织内形成热源，该热源在一维生物组织空间引起组织的温升一般随时间呈指数形式增大，随激光照射处的距离呈指数减少.激光照射生物组织产生热效应，存在一个最小阈值光剂量，仅当照射的激光剂量大于阈值光剂量时，才能产生热效应.阈值光剂量大小由生物组织的光学参量和热物性参量决定，并随激光照射处的距离呈指数增加     

肿瘤微波热疗的温度场预示及热损伤研究

本文将热损伤的产生和影响引入到肿瘤的微波热疗中。运用微波能量比吸收率SAR的分布分析了微波在组织中的传输和吸收过程,并对微波热疗过程中的温度场、热损伤分布以及血液灌注率的变化进行了数值模拟。     

漫散射光自相关用于生物介质成象的实验研究

本文用背散射光时间自相关函数研究了随机介质中隐一生物组织时的成象,由相关时间τ_c确定出隐含物体的位置.还研究了生物组织在随机介质内不同深度时自相关函数的性质.     

Quasi-real time bio—Tissues monitoring using dynamic laser speckle photography

Joint development of a laser monitor for the real-time bio-tissue analysis is presented. The monitor is based on the digital dynamic laser speckle photography and deals with soft and hard bio-tissues. In soft tissues, the dynamic bio-speckles are formed in a scattered from a tissue laser light. An optically transparent model of hard bio-tissue was prepared and preliminary analysis of a stress field in the stressed model was performed using the dependence of the refractive index of transparent solids upon the state of stress and the double exposure speckle photography data. The refractive index of the stressed material was evaluated and the state of stress was reconstructed using the stress-optical law.     

基于δ声波场的生物组织光学断层成像研究

利用δ声波场和近红外光漫射理论实现生物组织的断层成像是一种新颖医学 成像方法. 通过构建一个δ声波场并作用到生物组织中，仅改变组织内作用点上的光学特性参数，并影响近红外光在组织中的传播特性而改变组织表面的光强分布. 利用组织表面光强改变量与作用点上组织光学参数改变量之间的内在关系，可以通过对δ声波场作用点上断层的扫描实现组织内部的断层成像. 该方法具有广泛的临床医学应用前景，为乳腺癌的早期检测提供一种有效方法. 关键词： 光学断层成像 δ声波场 漫射方程 生物组织     

Simulation of continuous terahertz wave transient state thermal effects on static water

We report a numerical simulation of continuous terahertz beam induced transient thermal effects on static water. The terahertz wave used in this paper has a Gaussian beam profile. Based on the transient heat conduction equation, the finite element method (FEM) is utilized to calculate the temperature distribution. The simulation results show the dynamic process of temperature change in water during terahertz irradiation. After about 300 s, the temperature reaches a steady state with a water layer thickness of 5 mm and a beam radius of 0.25 mm. The highest temperature increase is 7 K/mW approximately. This work motivates further study on the interaction between terahertz wave and bio-tissue, which has a high water content.     

A numerical simulation of photothermal response in laser medicine

In this paper, we reported a numerical solution of laser induced thermal effect in the bio-tissue. The model of photothermal effect and classical Pennes bio-heat transfer equation were introduced. Finite element method (FEM), which was realized by Matlab software, was used to calculate the temperature distribution. He-Ne laser (633 nm) was used to simulate the physical therapy in in vivo skin tissue. Under the cylinder coordinates, the three-dimension(3-D) geometry of tissue was reduced to two-dimension(2-D)computation. The results contained the radial, axial and temperature 3-D color plot. Combining the time animation display was possible. By changing the laser and tissue parameters we can get different results.This will be the initial and indispensable work of the non-destructive evaluation of the laser induced injury.     

非均匀布风对流化床埋管换热特性的影响

非均匀布风对流化床埋管换热特性有一定的影响,埋管的对流换热系数不仅是埋管所处换热区流化速度的函数,而且与相邻的流动区流化速度有一定关系。本文通过试验研究了埋管换热系数同换热区以及流动区流化速度之间的关系：换热系数变化的趋势及数值的大小与鼓泡床有明显不同,较大的流动区流化速度（６．０ｕｍｆ～２４．０ｕｍｆ）直接影响换热区埋管的换热系数,换热系数同流化速度之间较为平缓的关系便于利用埋管进行非均匀布风流化床中浓相床区温度的调整与控制。     

变象管电子光学特性的研究

借助于电阻网模拟和数值计算,对电聚焦二极式平面阴极变象管的电场分布和电子光学特性作了精密的确定。结果表明,沿轴电位分布可以用经验公式φ=Asinh kz表示,并且求得了系数A,k,高斯象面位置和放大率等参量与极间距离的关系曲线。推导出计算畸变的近似式;实际量测表明,该近似式具有颇高的准确度。对电极系统的设计问题作了讨论。