高散射介质后向散射模式的三级近似

生物组织是混浊介质,光在介质巾的传输主要是弹性散射[1].偏振光准直入射混浊介质表面,利用介质的多次后向散射偏振模式或Mueller矩阵的径向、方位变化的敏感性可确定介质的某些特性[2].如确定混浊悬浮液的粒子尺寸、浓度和各向异性因子;鉴别癌和非癌的细胞悬浮液体;确定介质的旋光特性等.     

生物组织Mueller矩阵的快速测量方法

提出了一种高效的测量生物组织Mueller矩阵的方法.与前人相比,本文方法的测量次数大大减少,提高了测量效率.在给定的5种偏振光源条件下,分别获取样品的偏振图像并通过本文构造的模型进行计算,能够得到样品每一像素点的Mueller矩阵值.采用小鼠小脑星形胶质细胞作为样品,并将本文测量方法的结果和前人的结果进行比较,两者基...     

混浊介质线偏振入射光180°后向散射特性参数的测定

利用生物组织等混浊介质偏振入射光的 180°后向散射特性 ,可以反映该介质的内部结构信息。介绍了把混浊介质“黑箱化” ,用旋光度α ,保偏度 β ,反射率r来表征这种散射特性 ,设计了测定特性参数的实验系统 ,并对不同浓度的牛奶的去离子水溶液进行了测定 ,当浓度为 2 5 %时 ,α =3°,β=0 .15 ,r =0 .0 9。改变样品的浓度 ,3个参数也发生不同程度的改变。     

时间分辨扩散拟合方法提取生物组织散射特性

大多数生物组织是一种混浊介质，在０．６～１．３μｍ的红光与近红外光波段具有高的前向散射和低吸收的特点。超短脉冲光在组织中传输时，将因漫散射合脉冲展宽。脉冲形状与散射吸收特性有关。本文提出一种基于扩散近似理论的扩散似合方法，用于提取不同位置的散射特性。     

偏振对相干激光雷达目标散射的影响

应用Stokes矢量,Mueller矩阵以及双向反射分布函数4×4矩阵理论。计算了各种发射和接收偏振结构对目标散射信号的影响。建立了偏振可调的CO_2激光相干探测系统,并分别测量了光滑铝板和立方体角目标对各种接收和发射偏振结构的后向散射数据。发现偏振对目标测量(包括激光雷达目标定标)的影响是必须考虑的。     

光辐射在混浊液态食品介质中的传输模型的研究

研究了光在液态混浊食品介质中的传输过程.首先对光辐射与粒子之间的相互作用过程进行了理论分析.在此基础上,建立了适合测量后向散射系统的光传输的二级散射模型,得到了光信息与物质特性之间的解析关系.为了验证理论模型的应用,以典型混浊液态食品介质全脂牛奶为实验样品,设计了双光纤空间分辨测量系统·在径向距离3～5mm变化的范围内,测量全脂牛奶的后向散射光强随径向距离的变化关系.结果表明,实验测量的结果与模型计算的结果基本一致,证明了模型在实际应用中的合理性.     

一层随机分布的异向材料小椭球粒子的极化散射特征

该文推导了异向材料(Metamaterial)小椭球粒子的复散射振幅函数。构造了一层随机取向的异向材料小椭球粒子全极化散射的Mueller矩阵解。计算和比较了异向材料粒子和通常介质粒子的散射特性、同极化后向散射系数hh, vv, 以及hh－vv 随频率的变化。计算了任一椭圆极化入射下一层非均匀取向的随机分布异向材料粒子的同极化和交叉极化后向散射系数,以及随机粒子产生散射场去极化的极化度。解释了异向材料的媒质参数对粒子散射特性的影响和一层粒子的散射机理。结果表明:与通常介质粒子比较,异向材料粒子的散射产生了特征方向性的增强,全极化散射呈现非对称模式,并且由于异向材料的 和与频率的特殊关系,一层异向材料粒子的hh－vv 随频率有显著的复杂变化。     

溶胶散射光偏振度特性的理论研究

散射光偏振度在大气气溶胶、大气污染的遥感探测中有重要的应用价值.通过求解Mueller矩阵及偏振度,讨论了当激光器输出波长处于近红外波段806 nm时,散射介质的粒子数浓度对散射光偏振度的影响.给出了散射光的偏振度与散射介质的粒子数浓度之间的变化关系,为使用散射光偏振度研究大气遥感提供了新途径.     

生物组织结构的庞加莱球表征

相较于传统的非偏振光学探测方法，Stokes-Mueller矩阵成像技术可反映出丰富的生物组织微观结构信息，被广泛应用于组织病变检测。本文探究了生物组织结构的庞加莱球表征方法，采用Mueller矩阵极化分解方法提取了可以表征介质基本偏振特性的3个表征向量——延迟向量(R)、二向色性向量(D)、偏振向量(P),并将其中的P向量和D向量绘制在庞加莱球上，以样本点聚集中心距为评价指标对比向量差异。以骨骼肌组织和纤维结缔组织的细胞核和纤维结构为研究对象，探究了同一生物组织不同结构的表征向量在庞加莱球上的分布规律，进一步对比分析了不同生物组织相似结构的表征向量在庞加莱球上的分布规律。研究发现，对于两种生物组织中相似结构的P向量和D向量的表征差异，纤维结缔组织优于骨骼肌组织8%以上。对于单一生物组织中的两种结构的表征差异，P向量优于D向量19.7%以上。实验结果表明，庞加莱球方法可以用于表征生物组织的不同结构，并作为生物组织表征的潜在技术手段。     

机械拉伸下乳腺导管内癌组织的Mueller矩阵表征

相较于传统非偏振光学表征方法，Mueller矩阵成像偏振（MMIP）法可以表征丰富的生物组织微观结构，在癌症病理诊断方面有着巨大的应用潜力。研究了机械拉伸下不同生物组织结构的MMIP表征，在MMIP系统的基础上增加机械拉伸模块，通过机械拉伸改变生物组织的光学特性。采用Mueller矩阵极化分解方法提取了可以表征介质基本偏振特性的2个表征参数，即二向色性（D）和散射退偏（Δ）。以乳腺导管内癌组织及正常乳腺组织为研究对象，分析了不同组织结构之间表征参数的平均值差值的变化趋势及其变化率在机械拉伸作用下的变化规律。结果表明：在机械拉伸作用下，不同组织结构之间的D参数平均值差值呈减小趋势，差值变化率最大可达7.9%，Δ参数平均值差值亦呈现减小趋势，差值变化率最大可达12.7%。研究结果为基于偏振成像的癌症病理诊断提供了参考。