運動渾濁介質中散射光場特征的電場蒙特卡羅模擬.pdf

1、激光散斑血流成像是近年來廣受關注的活體生物組織二維血流檢測技術，在越來越多的生命科學基礎研究和疾病診療中獲得應用。該技術通過激光散斑襯比分析獲取渾濁介質中散射子運動造成散射光電場變化的去相關時間，進而測得與該去相關時間有關的散射子運動速度信息。在以往的研究中，多采用布朗運動的散射子運動形式和單次散射模型，通過與此對應的洛倫茲譜型的散射光電場變化自相關函數(shù)形式建立激光散斑襯比與散射光電場變化去相關時間的聯(lián)系。然而，實際生物組織散射特性與血

2、流運動形式均非常復雜，上述簡單近似使得激光散斑成像方法仍難以進行血流速度的準確地定量檢測。為提高激光散斑成像血流定量檢測的準確性，需要充分了解復雜生物組織中散射子做復雜運動時散射光電場變化的自相關函數(shù)信息，進而能夠從散斑襯比分析更準確地獲得散射子運動信息。針對上述需求，本論文結合運動粒子系統(tǒng)和電場蒙特卡羅方法實現(xiàn)了對相干光在散射子呈不同運動形式的渾濁介質中傳輸時后向散射光電場變化特征的模擬。論文主要內容包括：
　　（1）分析對比了

3、不同運動介質模型中散射光場的電場自相關函數(shù)對激光散斑血流成像中速度檢測的影響，然后通過實驗說明各電場自相關函數(shù)應用于激光散斑血流成像時的差異。對散射介質含有靜態(tài)成份時的電場自相關函數(shù)進行分析，給出多曝光散斑襯比分析的擬牛頓-粒子群混合算法的求解方法，并通過模型實驗結果驗證該方法的有效性。
　?。?）對相干光在動態(tài)渾濁介質中傳輸時后向散射光電場變化特征進行模擬，其中采用了GPU（GraphicProcessor Unit，GPU）加