Monte Carlo模擬研究偏振光在各種介質(zhì)中的傳播及光學(xué)相干斷層成像.pdf

1、光學(xué)相干斷層成像技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的無(wú)損、高分辨率的光學(xué)檢測(cè)技術(shù),光在系統(tǒng)中的傳輸過(guò)程和現(xiàn)象以及其應(yīng)用研究對(duì)光學(xué)相干斷層成像技術(shù)的發(fā)展有著重要作用,而模擬研究可提高對(duì)光在介質(zhì)中傳輸?shù)恼J(rèn)識(shí),為光檢測(cè)技術(shù)提供理論依據(jù)。本論文應(yīng)用Monte Carlo法模擬研究了偏振光在混沌介質(zhì)中的傳輸和進(jìn)行光學(xué)相干斷層成像方面的有關(guān)研究。
　　 在Monte Carlo法模擬研究偏振光在混沌介質(zhì)中的傳輸領(lǐng)域,根據(jù)Stokes-Mueller關(guān)系,

2、并考慮混沌介質(zhì)的折射率、透射率、吸收系數(shù)、反射系數(shù)和各向異性因子等光學(xué)特性,建立了跟蹤偏振光子在各向同性介質(zhì)和具有雙折射特性的介質(zhì)中散射時(shí)其偏振態(tài)和方位的物理模型,此模型可給出偏振光在介質(zhì)中發(fā)生散射時(shí)其光子的偏振態(tài)、散射角和方位坐標(biāo)。設(shè)計(jì)編寫了基于此物理模型的應(yīng)用Monte Carlo法模擬偏振光在各向同性介質(zhì)和具有雙折射特性中傳輸?shù)腃語(yǔ)言程序,對(duì)不同偏振態(tài)的光入射到各向同性介質(zhì)和雙折射介質(zhì)中的光傳輸進(jìn)行了模擬,模擬獲得從介質(zhì)返回的背向

3、散射光的Stokes矢量各分量的強(qiáng)度,用編寫的Matlab程序處理這些Stokes矢量各分量的強(qiáng)度數(shù)據(jù),分別研究了各向同性介質(zhì)和雙折射介質(zhì)的Mueller矩陣元素特性,同時(shí)還探討了不同偏振光分別入射到各向同性介質(zhì)和雙折射介質(zhì)時(shí),所得到的背向散射光的偏振度特性。
　　 在光學(xué)相干斷層成像(OCT)的有關(guān)研究領(lǐng)域,一方面,應(yīng)用傳統(tǒng)OCT技術(shù),提出一種用光學(xué)相干斷層成像系統(tǒng)獲得的圖像測(cè)量樣品折射率的方法,通過(guò)分析光程匹配原理,給出OC

4、T圖像法測(cè)量樣品折射率的原理及過(guò)程,并以玻璃載波片和黃瓜組織為樣品開(kāi)展一系列相關(guān)的折射率測(cè)量實(shí)驗(yàn),對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了分析。此外為了以后模擬寬場(chǎng)OCT系統(tǒng)的目的,初步研究了用Monte Carlo法模擬傳統(tǒng)OCT系統(tǒng)的探測(cè)信號(hào),編寫相應(yīng)的模擬程序,對(duì)一定條件下的傳統(tǒng)OCT系統(tǒng)的探測(cè)信號(hào)進(jìn)行模擬,給出了初步模擬結(jié)果。另一方面,應(yīng)用寬場(chǎng)OCT技術(shù),用寬場(chǎng)白光作為OCT系統(tǒng)的光源,實(shí)驗(yàn)研究了寬場(chǎng)OCT系統(tǒng)對(duì)樣品的表面進(jìn)行了單色和彩色重建成像以