宽视场远距离光学散射成像技术研究进展

散射体内部颗粒分布及折射率分布的不均匀对经过散射体的携带目标信息的光子传播造成干扰,导致直接探测的图像失真。针对该问题,发展了众多的光学散射成像技术,实现了部分特定散射介质条件下的目标成像。介绍了基于弹道光子优化采集的部分传统散射成像技术的原理,还介绍了最新发展的计算散射成像技术的基本原理与技术特点。计算散射成像技术正朝着充分利用大光学厚度散射介质引起的非弹道光子的方向发展,其中基于光学记忆效应和相位恢复的算法、相干衍射成像、叠层迭代引擎等计算成像技术可能适应厚散射介质动态变化、目标非稀疏性等特点,有望应用于宽视场、远距离散射成像领域。     

生物组织光学折射率

就生物组织折射率的意义进行了论述,引入一个表观的具有平均意义的参量作为生物组织折射率用于描述光在不同组织分界面上的行为以及光在组织内传播的时间特性;提出了测量生物组织折射率的前提条件和几种新的测量方法并评价了这些方法的优劣性;接着,给出了典型组织折射率在不同环境条件下的测量结果,同时进行了分析和讨论,形成的结论可以对生物组织折射率性质有初步的认识。     

空间目标光学散射特性研究进展

空间目标光学散射特性建模与分析是空间光学监视系统论证设计、性能评价的前提和基础。以空间目标的可见光与激光散射特性为主要研究对象,分析了空间目标光学散射特性的基本研究内容和方法,介绍了国内外应用于卫星表面材料的比较典型的BRDF 模型,从卫星表面材料BRDF 测量与建模、目标可见光散射特性测量与仿真计算和空间目标LRCS 测量与仿真计算三个方面,介绍了国内外典型研究单位的研究成果以及下一步的研究发展方向。可为空间目标光学特性研究思路与方法提供借鉴。     

聚焦光学系统光学限制效应的分析

本文利用高斯分解法给出了聚焦光学系统中光学非线性介质引起的光学限制效应，以及几何排布对其的影响。结果表明，近场几何排布下的光学限制效应十分不同于远场情况。具有正非线性系数的介质是不能用来做光学限制介质的。     

生物组织光学及其进展

生物组织光学是关于光辐射与生物组织相互作用学问,是生物医学光子学技术的理论基础。本文从生物组织的光传输模型、特性参数测量方法,成像技术和光谱研究四个方面阐述了生物组织光学的状况及未来发展方向。     

电磁散射效应的光学模拟的关键问题研究

缩比模拟是研究电磁效应的有效方法。微波波段的大尺度缩比需要毫米波甚至太赫兹波段的辐射源,但实现技术复杂。提出使用光波模拟电磁散射效应的方法,并从光波的本质、光与无线电波的反射、绕射和干涉效应等方面研究分析了光波与无线电波的物理相似性; 从长相干光源、波束赋形、偏振方式实现、宽视角接收、散射体电磁效应模拟等方面分析论证了光学系统模拟电磁系统散射效应的技术可行性。研究结果对电磁系统特别是微波波段电磁系统的大尺度缩比模拟具有参考意义。     

生物组织的动态双散射模型

生物组织是具有生命活力的动态散射介质,其光学参数、几何参数、运动特性等都会对散射光产生影响,使散射光场携带了生物组织的信息.因此我们可以用统计理论和分析方法研究光与生物物质相互作用,将光视为信息载体,通过对散射光的统计参数测量,研究物质的微观特性和宏观特性. 在双散射模型中,激光被生物组织散射后形成的动态随机光场可以看作是两部分光场的叠加,如皮肤组织的散射,可视为表皮组织的散射和皮下微血管中红血球散射两部分,动脉血管中红血球的散射及其周围组织的散射.假设光场1是快变化函数,光场2是慢变化函数,在圆型复高斯随机过程假设条件下,我们研究了合成场的一阶和二阶统计性质,讨论了两部分光场在合成场中所占比重不同对合成场统计性质的影响.理论研究和实验研究均表明,在这个双散射模型中合成场的统计性质与两部分光场在合成场中所占比重有关,理论结果与实验结果相符.(OF4)     

生物组织的亚扩散散射及其光谱技术的应用

采用Monte Carlo模拟研究了单光纤反射探针的漫反射率,发现小孔径探测器收集到的亚扩散光对散射相函数是敏感的,而散射相函数与生物组织的微观结构有关。研究了一个适用于小孔径测量的半经验漫反射模型,分析了与生物组织微观结构有关的二阶和三阶光学参量对该模型的影响。结果表明,两个高阶光学参量对漫反射的影响具有相反的效果,并且对于光学各向异性的生物组织,这两种影响是不可忽略的。给出了一个简化的半经验模型及其适用条件,这为生物组织散射特性及相关微观结构的在体测量提供了新的技术支持。     

多模光纤布里渊散射效应研究进展

面对人们日益增长的光纤传感需求,多模光纤的容量优势为解决单模光纤的容量壁垒、实现高精度的多参量光纤传感测量提供了新思路。理论分析了多模光纤的模式特性,综述了多模光纤模式耦合及偏振的研究进展,重点介绍了多模光纤中布里渊散射的阈值、增益谱和布里渊频移的国内外发展动态,分析了未来光纤传感的发展方向。     

全场高分辨生物组织光学层析成像

建立了一套全场光学相干层析(FFOCT)系统,以实现对生物组织和细胞的高分辨层析成像。该光学系统基于Linnik干涉显微结构。不同于现有FFOCT系统采用光纤束照明方式,采用卤钨灯照明和大数值孔径显微物镜成像,压电陶瓷(PZT)移相,面阵电荷耦合器件(CCD)采集干涉信号,由5步移相算法获取层析图,最终合成三维图像。对整套系统的性能进行了详细的阐述与分析,并通过对洋葱表皮细胞和盆栽树叶的光学层析实验,验证了本系统的可行性和精确度。通过对集成电路内部芯片(英特尔奔腾4,横向分辨率达0.8μm)成像,证明了该系统的分辨率可达到0.7μm×0.5μm(横向×纵向)。提出的系统分辨率高、成本低、结构简单便于调节,为实现高分辨率光学相干层析成像提供了简单易行的方法。     

透过随机散射介质成像的光学技术

本文综述了目前正在研究的各种医学成像光学技术，并了作者研究的“相干调制成像技术”。     

大气灰霾高浓度气溶胶光学散射传输特性研究进展

讨论了灰霾、沙尘等高浓度气溶胶条件下的有关散射传输问题的研究进展,内容包括：（1）灰霾、沙尘等高浓度气溶胶粒子的物理光学特性;（2）气溶胶粒子吸湿变化对粒子散射传输的影响;（3）气溶胶偏振反射特性;（4）地气间多次散射问题,高浓度气溶胶背景下矢量辐射传输建模的研究。     

生物医用光学技术的发展趋势

21世纪被人们誉为“智人”的世纪。科学技术的进步促进了20世纪的经济发展，人们对生命科学的进步及其实用寄予了厚望。目前，世界各发达国家均面临出生率下降、人口老龄化倾向日趋严重的问题，包括发展中国家均非常关注医疗、社会福利的技术开发。医用工程(Medical Engineering)     

农产品生物组织的光学参数测量方法研究

为解决当前近红外光谱分析技术应用于农产品品质分析时所出现的预测模型不稳定、适应性不好、预测精度难于进一步提高等问题,我们认为,研究组织内部的光学性质及其光传输规律是其关键。为此,我们首先要对农产品生物组织的光学参数进行检测研究。本文通过对生物组织光学参数目前常用的一些测量方法进行了分析研究,其中着重介绍了基于空间分辨技术、时间分辨技术和积分球技术的光学参数测量方法,并对这些方法的优缺点做了比较,为选择一种适用于农产品生物组织光学参数的测量方法提供了依据。     

生物组织光学特性参数的测量方法研究

为了进一步定量分析激光对生物组织的物理剂量问题,为医疗、军事等领域的相关研究提供理论依据,需要对生物组织光学特性参数进行准确的测量.为此,系统地综述了目前国内外测定生物组织光学特性参数的主流技术和方法,总结了各个方法的适用范围并将相关方法的优势与缺点进行了横向和纵向的对比分析.回顾了大多数仿真及实验的理论基础,同时对该...     

牙硬组织消融光学研究进展

回顾了"激光钻"的发展历程,归纳总结了牙硬组织的光学性质及牙硬组织与激光的相互作用方式和机制,综述了激光在牙釉质、牙本质、牙结石和牙槽骨等硬组织上的应用研究动态和最新进展,并对其存在的问题及发展趋势进行了探讨。分析表明:硬组织激光消融技术在牙科存在广阔的应用前景。     

光学光刻技术的研究进展

论述了相移法刻掩模技术和１９３ｎｍ准分子激光光刻技术的有关理论，实现方法，光学系统设计，透镜材料，光致抗蚀剂以及应用方面的研究进展。     

光学技术用于组织成象

光学技术用于组织成象１９９４年９月在法国举行了第二届欧洲生物医学协会（ＢＩＯＳ）和欧洲激光协会（ＥＬＡ）会议，吸引了３０个国家的６２０多名物理学家、工程师和科学家。在为期５天的会议上．约有５６０篇论文介绍了激光、光学研究和医学系统三个领域的应用。广泛...     

生物组织的选择性光热解效应

Anderson和Parrish所描述的选择性光热解效应奠定了激光在非消融性皮肤美容外科的应用基础。随着相应技术的发展,非激光系统在美容外科中的应用也日益广泛。对生物组织选择性光热解效应作了评述,并提示伴随着研究的深入开展,激光和非激光系统在皮肤美容外科有更加广阔的应用前景。