Hybrid diffusion approximation in highly absorbing media and its effects of source approximation

A modified diffusion approximation model called the hybrid diffusion approximation that can be used for highly absorbing media is investigated. The analytic solution of the hybrid diffusion approximation for reflectance in two-source approximation and steady-state case with extrapolated boundary is obtained. The effects of source approximation on the analytic solution are investigated, and it is validated that two-source approximation in highly absorbing media to describe the optical properties of biological tissue is necessary. Monte Carlo simulation of recovering optical parameters from refiectant data is done with the use of this model. The errors of recovering μ＇s and μ＇s are smaller than 15% for the reduced albedo between 0.77 and 0.5 with the source-detector separation of 0.4-3 mm.     

湍流状态下鼻腔的几何尺寸与鼻腔阻塞系数的关系

研究正常成年人的鼻腔气道几何尺寸和鼻腔通气程度的关系,对17个志愿者进行鼻阻力测试,并对测试数据进行函数拟合确定鼻腔的阻塞系数.对每个志愿者的鼻腔进行CT扫描,提取每一层CT图像的鼻腔结构的几何数据,如鼻腔气道截面积和截面周长等.对鼻腔阻塞系数和鼻腔结构几何数据进行分析对比,建立气道几何数据与阻塞系数的关系,并确定其中的待定系数.结果表明,可以通过鼻腔气道的截面积、气道长度、湿周长等几何尺寸大致确定鼻腔的通气程度.     

空间分辨漫反射的高阶参量灵敏度

光源附近的空间分辨漫反射与散射介质的高阶光学参量有关.为了研究高阶参量对漫反射的影响，定义了二阶参量灵敏度和三阶参量灵敏度，它们表示了由于高阶参量变化导致漫反射变化的相对量.从P₃近似理论出发，推导了二阶参量灵敏度和三阶参量灵敏度的解析表示，并进行了数值分析和比较.研究表明，在大于一个输运平均自由程的非漫射近似区域，反射率随二阶光学参量增加而增加，其灵敏度随着空间变化，并在小于两个输运平均自由程内出现极大值；相比之下，三阶光学参量对漫反射率的影响可以忽略. 关键词： 漫反射 3近似')" href="#">P₃近似 灵敏度     

Isolation of Integrated Optical Acousto-Optic Switch

Isolation of a new structured acousto-optic switch based on an integrated optical polarization-independent quasi- collinear acousto-optic tunable filter is studied in detail. The factors that influence the isolation of the optical switch are analysed, the expressions of the isolation are educed, and the isolation of the device is measured in experiment. It is found that the isolation mainly depends on the TE/TM mode intensity ratio, the mode-splitter extinction rate, and the conversion efficiency.     

基于P3近似的空间分辨漫反射研究

光源附近组织的空间分辨漫反射是近年来生物医学光子学领域的一个研究热点,其目的是发展一种能够测定活体生物组织光学参量的新技术。漫射近似理论研究光源附近组织的空间分辨漫反射具有很大局限性。P3近似理论考虑了相函数的三阶矩,能较准确地描述光源附近组织的光辐射分布。研究了基于P3近似的空间分辨漫反射,从输运理论的PN方程组出发,导出了P3近似方程组和P3近似的格林函数解;阐述了漫射近似与P1近似的关系,给出了外推边界条件下,准直光束近似后的P3近似漫反射率的完整表示,讨论了相函数二阶参量对P3近似漫反射的影响,并与漫射近似和蒙特卡罗模拟结果进行了比较,指出了P3近似的应用范围。     

混凝土重力坝材料参数识别的正则化最小二乘法

基于混凝土重力坝坝顶水平位移原型观测资料,采用正则化最小二乘算法识别坝体混凝土和坝基岩石的弹性模量。建立了正则化最小二乘算法的叠代格式和正则化参数的确定方法;并提出了考虑先验信息的材料参数识别方法。最后,介绍了此方法工程应用实例,工程实际应用表明,此方法具有较快的收敛速度和良好的稳定性。     

非线性二维导热反问题的混沌-正则化混合解法

考虑热传导系数随温度变化,建立了非线性二维稳态导热反问题数值计算模型。并把混沌优化方法和梯度正则化方法相结合,构成一种混沌-正则化混合算法求该计算模型的全局解。以热传导系数随温度线性变化为例,由布置在结构边界上的观测点温度信息确定了结构材料热传导系数及其随温度变化规律。结果表明混合算法计算结果与初值无关,具有很好的全局寻优性能,而且计算量远比经典遗传算法和单纯采用混沌优化方法小。     

人耳鼓膜置管数值分析

鼓膜置管是治疗分泌性中耳炎改善听力的有效方法. 置管后听力系统的生物 力学特性并没有很全面的研究. 建立了包括外耳道、鼓膜、鼓膜置管、听骨链、中耳韧 带/肌肉以及内耳液体在内的有限元模型,真实完整地再现了其复杂结构及边界约束. 利用人 耳有限元数值模型研究了鼓膜置管对鼓膜及镫骨底板振动的影响,分析了置管自身振动情况. 用数值方法解释了鼓膜置管对传声的影响,为中耳炎治疗及鼓膜置管设计提供了力学参考.     

用激光散斑跨零法监测皮肤血流变化

由皮肤散射形成的动态激光散斑携带了皮肤血流的信息.由于来自运动着的红血球的散射光两次经过皮肤表面,因而受到三次随机调制.本文根据串级散斑的快速时间涨落的特点,提出了用激光散斑的胯零率测量皮肤血流的新方法,给出了跨零率与血流速度参数之间的关系式和实验结果.     

含水层参数识别的正则化方法

采用正则化最小二乘方法研究了含水层参数识别问题．通过合理选取正则化参数能够解决参数识别中的不稳定问题．同时通过合理布置水头观测点的位置和补充流量条件解决了参数识别中的唯一性问题．数值计算结果表明,在水头观测误差为1cm～2cm的条件下,参数识别结果的误差不超过1％．