多分散高浓度介质偏振光后向扩散散射的montecarlo仿真

《多分散高浓度介质偏振光后向扩散散射的montecarlo仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第+*卷第(期"&&+年(月物理学报I-45+*，T-5(，7?.0，"&&+!&&&9%"L&M"&&+M+（*&(）M"(L*9&+N1KNOPQRS1NRSTS1N!"&&+1D:.5ODGF5R-A5!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!多分散高浓度介质偏振光后向扩散散射的!"#$%&’()"仿真!）"）#!）!）$王凌徐之海冯华君!（）浙江大学现代光学仪器国家重点实验室，杭州%!&&"’，中国）"（）北海道大学电子科学研究所，札幌&(&&)!"

2、，日本）（"&&*年!&月!+日收到；"&&*年!!月!)日收到修改稿）建立了针对多分散高浓度介质偏振光后向扩散散射的,-./01234-仿真模型，导出了多分散系统的有效自由程分布函数5给出了半径为+&.6与++&.6及其三种不同体积浓度比混合的聚苯乙烯微球作为散射粒子的高浓度介质的仿真结果5定性地分析了多分散介质偏振光后向扩散散射的光强空间分布特征与粒子的体积浓度比的关系5关键词：后向扩散散射，偏振光，多分散高浓度介质，,-./01234-仿真*+&&：*""+7，&%)&布特征与介质中散射粒子的物理性质有关5因此，!E引言通过分析高浓度

3、介质偏振光扩散散射的空间光强分布，可以反推散射粒子的物理性质5目前对于球形偏振光在高浓度介质中的传输特性已经成为近粒子均一（D-6-C0.0-?F）介质偏振光后向扩散散射的年来光散射技术和组织光学的研究热点之一5散射理论、,-./01234-仿真和实验的研究已经有了一些［(，)—!+］光的偏振状态包含了大量的极具价值的介质属性信进展5但是与完善的理论和成熟应用之间，还息，从而给高浓度介质属性的测量提供了一个非常是有很大的距离5例如,?04403等人对于IJK（;0A/-3有效的手段5其应用领域涉及大气探测、海洋遥感、32@:2/:;0/32

4、.FB03）方程的解仅仅适用于J2G40:CD散射医学检测等多个方面5［!%，!+］范围，即使如此，其解的过程已经是极其复杂5光的多散射是自然界的一个普遍现象5一般来而,-./01234-方法若要获得精度较高的结果，又需说，只有介质中散射粒子浓度非常低的情况下，才可要耗费巨大的计算时间5自然界中，均一介质是一以近似地当作单散射来处理5但是，随着介质中散种理想状态，云层、星级尘埃、生物体组织等事实上射粒子浓度逐渐增大，光子在介质中受到散射的次都是非均一介质（:.D-6-C0.0-?F）5因此，对于非均一数也随之增多5光的多散射是一个及其复杂的

5、过介质的多散射现象研究具有更加重要的现实意义5程，目前的研究只限制于一些特殊的情况或者近似而对于非均一介质的偏振光后向扩散散射，目前来处理5传统上对于光在高浓度介质中的传输过程的说还没有获得解析解的可能，其他方面的研究也是描述可以划分为四种不同方法：!）电磁场解析理论；很少有所涉及5特殊情况下，如生物体皮肤组织，则"）能量辐射传递理论；%）随机步行模型；*）,-./0可以看成多个均一介质平层的组合，基本理论还是［!］［*，!(，!’］1234-仿真5其中，,-./01234-仿真方法是定量分基于均一介质，只是增加了边界的处理5析光在高浓度介

6、质中的传输过程的有力工具，已经多分散介质是非均一介质一种比较简单的情［"—’］获得了非常广泛的应用5况，其散射体为若干种相同物理性质粒子的混合5偏振光的后向扩散散射会生成特殊的苜蓿叶形当粒子为相同化学性质、不同尺寸的球形粒子时，其光强空间分布（A4-;03402B:./0.F:/GH2//03.），其空间分球心则是处于均一态5本文建立了针对多分散高浓#8962:4：;:-4:.<=>?50@?5A.$8962:4：B0.CD><=>?50@?5A.E期王凌等：多分散高浓度介质偏振光后向扩散散射的!"#$%&’()"仿真+ECD度介质的偏振光

7、后向扩散散射的!"#$%&’()"仿真模8!（!#）7%9（.:#;$&），（+）型，对不同混合比例情况下的光强空间分布进行了$&比较*其中$&78;!!%""%为有效平均自由程*+,自由程分布函数与粒子散射概率?,!"#$%&’()"仿真自由程分布函数（-(%%.’$/)%#0$/123$(245$2"#!"#$%&’()"仿真跟踪光子所有的散射过程和传-5#6$2"#）是多散射一个非常关键的函数*众所周知，输路径*在扩散散射中，假设散射介质占据半无限在单分散系统中，光子自由程分布满足负指数函数空间，一束无限细光束从空气垂直入射介质与空气

8、（#）78为平均自由界面*图8中出现的+个直角坐标系分别为绝对坐!"%9（.:#;$），其中$78;!""$标系（’，(，)）和第*个散射坐标系（+，,，-）*［8<］***程*