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多分散高浓度介质偏振光后向扩散散射的MonteCarlo仿真_王凌
第 54 卷 第 6 期 2005 年 6 月 物 理 学 报 Vol .54, No .6 , June , 2005 1000-3290 2005 54(06) 2694-05 ACTA PHYSICA SINICA c2005 Chin.Phys.Soc. 多分散高浓度介质偏振光后向扩散散射的 Monte Carlo 仿真 1)2) 1) 1) 王 凌 徐之海 冯华君 1)(浙江大学现代光学仪器国家重点实验室 , 杭州 310027 , 中国) 2)(北海道大学电子科学研究所 ,札幌 0600812, 日本) (2004 年 10 月 15 日收到 ;2004 年 11 月 18 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 Monte Carlo 仿真 模型 , 导出了多分 散系统的有 效自由程 分布 函数 .给出了半径为 50nm 与 550nm 及???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 .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 . 关键词 :后向扩散散射 , 偏振光 , 多分散高浓度介质 , Monte Carlo 仿真 PACC :4225J , 0380 布特征与介质中散射粒子的物理性质有关 .因此 , 1.引 言 通过分析高浓度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 .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(homogeneous)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 .散射 理论 、Monte Carlo 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[ 6 , 8 —15] .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 .例如 Mueller 等人对于 VRT(vector 有效的手段 .其应用领域涉及大气探测 、海洋遥感 、 radiative transfer)方程的解仅仅适用于 Rayleigh 散射 医学检测等多个方面 . 范围 , 即使如此 , 其解的过程已经是极其复杂[ 13 ,15] . 光的多散射是自然界的一个普遍现象 .一般来 而 Monte Carlo 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 .自然界中 , 均一介质是一 以近似地当作单散射来处理 .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
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