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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 156 毫秒
1.
卫沛锋  赵永强  梁彦  潘泉 《光子学报》2014,38(10):2634-2639
基于米氏散射理论,运用斯托克斯-穆勒形式,结合子午面法和拒绝法,提出了偏振光在多层散射介质中传输的蒙特卡罗模型,并首次分析了当菲涅耳公式失效时,多层介质界面处的全反射行为.同时用该模型研究了微粒直径和介质折射率对漫反射和漫透射的影响.结果表明:无论是折射率匹配介质还是非匹配介质,当粒子浓度一致时,漫反射率都随微粒直径的增加而增加,随介质折射率的增加而减小,而漫透射率则相反.研究结果为生物组织的偏振光散射研究提供了理论验证模型.  相似文献   

2.
不匹配介质三层漫射方程的时间分辨漫反射   总被引:2,自引:0,他引:2  
生物体的表面组织是一个不匹配的多层介质,大多数研究人员研究匹配介质的漫射方程,将组织表面看作折射率相同的介质。为更好的理解光在生物体内的传播,建立了不匹配条件的三层半无限厚频域方程的解;并对频域进行傅里叶变换,计算出时域的时间分辨漫反射。为了验证此的理论,使用蒙特卡罗方法进行仿真研究,结果表明该理论研究不仅和蒙特卡罗方法高度一致,而且还可以解决两层不匹配介质模型。  相似文献   

3.
O436.2 2007054988光在多层不匹配介质中的稳态传输=Steady-state photontransport in multi-layered mismatched medium[刊,中]/王喜昌(烟台大学光电信息学院.山东,烟台(264005)) ,范文强…//光学精密工程.? 2007 ,15(5) .? 656-661分析了光在多层不匹配折射率介质中的漫射方程,给出了精确的漫射方程解。用蒙特卡罗方法检验了稳态的漫射方程。通过与多层介质的空间分辨漫反射蒙特卡罗方法的比较,验证了方法的正确性。讨论了有限尺寸光源和折射率的变化对空间分辨漫反射的影响。实验结果表明,折射率的变化对漫射的影响会因折射率的不同而不…  相似文献   

4.
为了研究激光偏振态对光阱刚度的影响,本文比较了四种不同偏振态光场(方位角偏振光、径向偏振光、线偏振光、圆偏振光)捕获不同尺寸SiO_2微粒的三维光阱刚度.研究结果表明:当SiO_2微粒的尺寸和激光波长相近时,圆偏振光和线偏振光的三维光阱刚度大于径向偏振光和方位角偏振光的三维光阱刚度;而随着SiO_2微粒尺寸的增加,方位角偏振光和径向偏振光的三维光阱刚度大于圆偏振光和线偏振光的三维光阱刚度.此外,实验也表明:使用浸油物镜捕获微粒时,物镜匹配油的折射率和水的折射率不一致引起的球差,会降低系统对物镜数值孔径的利用.通过这些研究工作,可以为不同偏振态光场的测力研究提供一定的指导和参考.  相似文献   

5.
太赫兹光脉冲在生物介质中传播的蒙特卡罗法模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
太赫兹光脉冲照射生物组织,利用蒙特卡罗方法模拟光脉冲在生物介质内的散射传播过程。光脉冲准垂直入射的情况下,得到了介质表面总漫反射率和总漫透射率与介质散射系数、吸收系数、平均散射余弦,以及介质厚度之间的关系;散射系数越大,总漫反射率越大;平均散射余弦值越小,总漫反射率也越大;同时总漫反射光强随着介质厚度的增加而增大,但存在一个极限值。  相似文献   

6.
生物组织内部结构复杂且具有较强的散射特性,而光作为生物组织检测的重要信息载体,其自身特性包括颜色、幅值、偏振等都对信息获取有较大的影响。结合偏振成像,对生物组织多光谱偏振特性展开了研究,依据不同微粒尺寸的分布建立了均匀单层生物组织模型,结合瑞利和米氏散射理论模拟了基于单个微粒的两种散射事件。瑞利散射具有较好的前向后向散射对称性,米氏散射具有强前向散射特性,两种散射模型都与尺寸参数有着密切的关系,而尺寸参数是一个无因次量,取决于入射波长和散射微粒的尺寸,在生物组织中多以米氏散射为研究模型。使用蒙特卡罗(Monte Carlo MC)方法对400~1 000 nm波段范围内的偏振光在生物组织中的传输特性进行了仿真,模拟了四种典型偏振态(水平线偏振光、垂直线偏振光、45°线偏振光和右旋圆偏振光)在组织中传播时后向散射光偏振态变化与波长的关系,并进行了实验验证,实验光源选用白色LED灯,利用450, 525, 550, 590, 610, 650和690 nm滤光片滤光,由彩色相机记录手掌的偏振图像,其中偏振图像由两组线偏振片和右旋圆偏振片分别作为起偏和检偏器产生。仿真和实验结果均表明,随着波长增加线偏振光经皮肤组织后向散射出射光的偏振度整体呈上升趋势,圆偏振光呈下降趋势,但圆偏振光的偏振度整体上高于线偏振光,这揭示了在生物组织中相同波长的圆偏振光比线偏振光具有更好的偏振保持性,更适合用于探测生物组织的生理信息。相关研究结果明确了圆偏振光和线偏振光在生物组织中传输时的多光谱特性,可为多光谱偏振生理信息获取提供一定的理论支持。  相似文献   

7.
陈学  孙创  夏新林 《光学学报》2012,32(12):1229001
对具有一维高斯分布粗糙表面的半透明介质层光谱散射,基于微面斜率法建立了考虑遮蔽效应的粗糙表面光谱辐射传递概率模型,采用蒙特卡罗法模拟光谱辐射能束在粗糙表面、半透明介质层介质与镜反射基底之间的多次反射、折射和吸收等传递过程。通过数值模拟,分析了介质层表面粗糙度、光谱光学厚度、折射率和基底反射率对介质层双向反射分布函数(BRDF)的影响。结果表明,表面粗糙程度不同时,反射峰值随入射角度呈现不同的变化趋势;表面粗糙度增加或折射率增大都将导致漫反射份额增大;介质层光谱光学厚度和基底反射率主要影响BRDF的数值大小,而对BRDF的分布形态影响很小。  相似文献   

8.
光学薄膜的分层界面散射模型   总被引:4,自引:0,他引:4  
提出了一种计算光学介质膜系表面总积分散射(TIS)的理论模型。该模型认为,介质膜系粗糙的膜层界面和表面为微观结构不均匀的微薄过渡区;过渡区可用折射率为不同常量的层数足够多的均匀子层来代替,同时这些均匀子层的折射率变化满足指数函数的分布规律。利用矩阵法对积分散射的表达式进行了推导。对于电子束蒸发方法在K9玻璃上沉积的ZrO2单层膜,分层界面散射模型对积分散射的理论计算值要比非相关表面散射模型的计算值更加符合总积分散射仪的实验测量结果。  相似文献   

9.
邓勇  鲁强  骆清铭 《光子学报》2007,36(3):525-529
以标准的组织模型Intralipid脂肪乳溶液为研究对象,采用CCD偏振成像系统,通过测量该混浊介质的后向漫散射光的斯托克斯矢量,深入研究了不同方位的线偏振光及不同旋向的圆偏振光入射时,后向漫散射光的特征.研究结果表明:对不同的入射偏振态,后向漫散射强度、偏振度的空间分布具有方位选择性,强度和偏振度的大小随距离入射点的距离增加而减小;介质浓度增加,后向散射强度增加,偏振度减小,且同一浓度下,圆偏振光的偏振度总是高于线偏振光.  相似文献   

10.
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   

11.
There is considerable recent interest in using polarized light to investigate turbid biological media. Although tissue multiple scattering randomizes incident polarization states, there are circumstances when appreciable degree of polarization can be observed in diffusive scattering. In this study, we use polarization modulation and synchronous detection to examine in the exact backscattering direction the polarization properties of diffusely reflected visible light from hands of human volunteers of varying pigmentation levels. The surviving polarization fraction increases with increasing pigmentation, likely due to preferential loss of highly scattered, long-pathlength photons; this mechanism lowers the average pathlength traversed by the detected light and hence increases the measured polarization preservation. This behavior is contrasted with the overall diffuse reflectance intensity, whose magnitude decreases with increasing absorption. These experiments demonstrate the important influences of medium optical properties on the polarization characteristics of multiply scattered light, which must be further investigated to enable quantitative polarization evaluation of turbid media such as biological tissues.  相似文献   

12.
We report a two dimensional Stokes vector imaging technique for transamination measurements of the polarization state of scattering medium. Measurement of the depth resolved Stokes parameters allows determination of the degree of polarization, birefringence, retardation, optical activity and characterization of the medium. The polarized light preserved and degree of polarization very with scatterer concentration. The transmitted intensity patterns by varying a polarization state of the incident laser light (λ = 632.8 nm) and changing analyzer configuration provides a useful information about concentration, orientation, and shape of the sample under investigation. The results are important for the understanding of polarization phenomenon in turbid media, like biological tissues.  相似文献   

13.
双折射光纤受激拉曼散射偏光特性的实验研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
对椭圆芯光纤受激拉曼散射偏光特性进行了系统的实验研究。实验巾观察到8级斯托克斯线和2级反斯托克斯线,对不同偏振态的抽运光激励下各级斯托克斯线的偏振特性、拉曼频移等参量进行了分析,并给出了经验公式。其结果与实验数据符合良好。实验表明,双折射光纤受激拉曼谱的各级斯托克斯线的偏振状态不但与拉曼介质有关还与抽运光的偏振态有关,入射抽运光偏振态对低阶次的斯托克斯线拉曼频移的影响较小,而对高级斯托克斯线拉曼频移影响较大。  相似文献   

14.
The effect of absorption in a scattering medium on the degree of residual polarization of backscattered radiation is studied in the case of probing of multiply scattering media by a linearly polarized light. An approximate expression describing the dependence of the degree of residual linear polarization of the backscattered radiation on the optical characteristics of a multiply scattering medium is derived within the framework of the phenomenological approach, based on the concept of the distribution of the optical paths of partial components of the scattered optical field under the conditions of multiple scattering, and with the use of the ideas about the similarity of statistical moments of the multiply scattered optical fields. The cut-off of the partial components, characterized by a large value of the optical path, because of their absorption, results in a substantial increase of the degree of residual polarization for the bands of the selective absorption caused by the presence of chromophores in the scattering medium. The results of experiments with model scattering media (whole milk) and biological tissues (human skin in vivo) are presented.  相似文献   

15.
The effect of the optical anisotropy of scattering media on the polarization state of scattered light is studied. The study is performed using a simple polarization method based on the comparison of the spectral composition of the co-and cross-polarized components of transmitted light measured for samples differently oriented with respect to the plane of polarization of probe linearly polarized light. The experimental results obtained are interpreted theoretically in terms of ordinary methods used in optics of birefringent media. Using rat skin as an example, it is shown that surface tissues can be characterized by a high degree of orientational order of the local optical axis of a medium within large areas (with a size of 5 mm or more), which manifests itself in macroscopic optical measurements. In such measurements in the spectral range 550–700 nm, whole rat skin behaves as a partially depolarized phase plate with a difference between the principal refractive indices Δn ≈ 0.00023.  相似文献   

16.
光源的偏振态对动态光散射颗粒测量结果的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
研究了在动态光散射纳米颗粒测量中,光源的偏振态对测量结果的影响。采用了粒径为100nm、体积浓度为0.5%的标准颗粒作为样品,使He-Ne激光通过起偏器得到0°~180°方向的偏振光,测量了散射光强、偏振度和粒径测量值的变化,计算了相应的粒径均值偏差和标准差,并将这一结果与无偏振He-Ne激光入射进行了比较。结果表明,当入射光为线偏振光时,偏振方向垂直于散射面时测量效果最好;另一方面,由于颗粒系散射迭加造成的散射光偏振度降低,使线偏振光源与无偏振光源产生的散射光偏振度无明显差别,证明在测量中可以使用无偏振He-Ne激光代替。  相似文献   

17.
赵一鸣  江月松 《应用光学》2007,28(3):358-362
目标对入射偏振光的散射特性反映了目标的属性信息。在Rayleigh散射理论的基础上,通过单层非球形粒子对入射偏振光的散射数学模型,应用矢量传输方程来计算非球形粒子散射的Mueller矩阵元,求解散射介质的偏振度,讨论在不同介质层厚度、粒子半径和探测角的条件下,非球形粒子散射光去偏振度的变化特性,给出了模拟仿真结果。该方法为研究目标的内部结构、厚度和粗糙度等特征以及目标的探测和识别提供了一种新的途径。  相似文献   

18.
基于回转椭球模型和有限长圆柱模型,采用T矩阵方法研究了非球形生物气溶胶的单次散射特性,计算了鼠疫耶尔森氏杆菌、土拉热杆菌二种生物气溶胶对氦氖激光的单次相矩阵、单次散射反照率以及不对称因子。根据矢量辐射传输理论,研究了激光在生物气溶胶中传输的偏振散射特性,基于累加-倍加法(adding-doubling method)求解矢量辐射传输方程,并计算了非球形生物气溶胶对激光多次散射的斯托克斯参量。计算结果表明,生物气溶胶的尺寸和形状对光的极化更为敏感,因此在利用激光进行生物气溶胶微观特性探测和反演时,利用激光的偏振散射特性为非常有效的方法。  相似文献   

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