组织模型后向偏振散射光谱的数值模拟 毕业论文

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1、组织模型后向偏振散射光谱的数值模拟摘要本文结合偏振门技术和米氏散射理论，论述了用蒙特卡罗方法模拟偏振光在散射介质中的传播。在此基础上，本文首先推导出了单次偏振散射差分光谱术的理论计算公式。并利用此公式分析了不同尺寸粒子的偏振散射光谱，计算分析粒子群的平均尺寸变化时后向偏振散射差分光谱的特征，粒子群相对折射率变化对后向偏振散射光谱的影响。结果表明，偏振散射差分光谱对粒子平均尺寸的变化比较敏感，振荡频率随着粒子平均直径的增大而增大。该方法对于早期癌症检测具有潜在应用意义。关键词：偏振散射光谱；米氏理论；组织模型；仿生物组织；蒙特卡罗IAB

2、STRACTThisessaycombinewiththepolarizingtechniqueandmiescatteringtheory,expoundswiththemethodofmonte-carlotosimulatepolarizedlightpropagateinthescatteringmedium.Onthisbasis,thispaperfirstderivatethetheoreticalcalculationformulaofsinglepolarizingscattering'shotnessspectru

3、mtechnology.Andbyusingtheformulaanalyzeddifferentsizeparticles’spolarizingscatteringspectrum,calculateandanalysisthefeaturesofpolarizationscattering'shotnessspectrumwhentheaveragesizeoftheparticleswarmchangesandtheinfluencetopolarizationscatteringspectrumwhenparticleswa

4、rmrelativerefractionindexchanges.Theresultsshowthatpolarizingscattering'shotnessspectrumissensitivetothechangeoftheparticles’averagesize,oscillationfrequencyastheincreaseofparticlesaveragediameterincrease.Thismethodhaspotentialapplicationmeaningforearlycancerdetection.K

5、eywords:Polarizedbackscatteringspectroscopy,OrganizationModel,Mietheory,MonteCarlosimulationPolarizationtechniqueI目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1课题研究的历史背景及意义11.2国内外研究现状41.3本设计的结构特征6第2章偏振散射光的理论基础72.1球形粒子散射理论72.2偏振光102.3偏振门技术122.4本章小结12第3章组织模型后向偏振散射光的测量133.1球型粒子散射理论133.2差分光谱的计算和

6、结果分析153.2.1粒子平均尺寸的变化对后向偏振散射光谱的影响163.2.2粒子群相对折射率的变化对后向偏振散射差分光谱的影响173.3本章小结19第4章总结与展望204.1总结204.2展望20致谢22参考文献23附录27第1章绪论1.1课题研究的历史背景及意义随着经济快速发展，地球的生态环境遭到了严重的破坏，同时也导致饮用水和食品的污染。人类的生存和生活质量受到了极大的威胁，患癌症的人越来越多，据世界卫生组织(WHO)统计,每年世界上有1000万人患上癌症,而死于癌症的人数约6万,占全球死亡人数的12%。从我国来看，去年癌症新增

7、病例人数约为139万，占世界癌症发病总数的17%，基本接近1/5。今后数年将会是癌症的高发年份，很多人发现肿瘤和癌症时已经到了晚期。常规的光谱技术很难分辩出癌变过程中不同时期的癌细胞，同时存在许多缺陷，利用组织模型后向偏振光技术准确、经济、安全地检测出细胞早期癌变，即时给予适当的治疗，挽救癌症患者的生命，就成为当今世界医学研究领域一个极其重要的课题。癌症患者的存活期直接依赖于诊断时的病情，若能检测到这些癌症的早期信号并加以治疗，大部分患者可以痊愈。生物活体组织内的细胞结构特性是生物医学领域的一个重要问题。生物细胞的大量信息可以用来研究

8、生物系统的生理过程，监视癌症或癌症早期细胞的形态和生理参数变化，细胞形态学的变化概括了整个肿瘤的形成过程，病理学研究表明超过85%的癌症源于上皮组织[1]，早期肿瘤细胞的显著特征表现为上皮层内细胞核尺寸、核浆比、核染色质