光在不同浓度介质中散射传输的偏振特性分析.pdf

第8期
l.43No,8
015年8月
ACTA ELECTRONIC.A SINICA
Aug.2015
光在不同浓度介质中散射传输的偏振特性分析
徐敬一,高隽,张阳阳,范之国
(合肥T业大学计算机与信息学院,安徽合肥23000
摘要:文中以典型備振蒙特ド罗模型为基础,引入了一种介质浓度系数的表征方法,设计实现了一个光在不
同浓度介质中散射传输的三维仿真系统,分析了引入浓度系数方法的可行性,并讨论了光在不同浓度介质中散射传输
的偏振特性影响.仿真实验结果表明,文中方法实现了散射介质浓度的表征.散射介质浓度对斯托克斯矢量各分量强
度和偏振度有着直接影响;斯托克斯矢量各分量的强度随散射介质浓度增加呈近似指数衰叆;光在散射介质中传输
后,偏振度随浓度系数变化总体趋势呈“倒N”型
关键词:散射;偏振特性;蒙特卡罗;浓度系数
中图分类号:04363文献标识码:A文章编号:0372-2112(2015)08-1604-06
电子学报URL:htp:/ww. ejournal,org.cn
DO1:10.3969/j,1isn.0372-2112.2015.08.020
A Study on Polarization Properties for Light Scattering and
Transmission in Different-concentration Media
XU Jing-yi, GA0 Jun, ZHANG Yang-yang, FAN Zhi-guo
School of Computer and information, Hefei vesi of Technoogy, Hefei, Anhui 230009, China)
Astac Based on ypical azan Mo a mel his ar e a m a onenation coefficient representa
tion, and developed a 3D iman sy tem of the it aerin transmission in the ifferent concentration media. The feasibility of
theconcentrationcoeficient,andthepolarizationproperiesoflightscateringandtransmissoninthedifrerentconcentraionmedia
arefurtheranalyed.Simulaionexperimentlrsultshowedthat,theproposedmethodcanbeusedtorepresentthescatringmedia
conation i e i aa z Mo a m a en a o on l afes e intensit
of each component of the Stokes veor and eree of polarization Each componen inensity of okes eor is approximate to the
exponential decay as he media conceration inae Pla zon de e nee N as the connation coefficient increases
during the light transmission in the scattering medi.
Key words: scattering; polarization properties; Monte Carlo concentration coefficient
1引言
目前,光在不同浓度介质中的散射传输过程这一…方
面的研究主要是通过实验测量来实现的,缺乏通过模型
当光在不同浓度介质中传输时,由于传输过程中散仿真手段模拟光在不同浓度介质中的散射传输过程.以
射事件的发生,会导致一系列偏振特性的变化,利用这一往有研究人员根据矢量传输理论数值求解的方式研究
特性能够有效地分析散射介质的内部特征,进而获取目粒子浓度对散射光偏振度的影响川,但是矢量传输理
标参数等信息.例如,在医用光学领域,根摒不同浓度葡论计算复杂且解析困难.目前解決光线在大气中的辐射
萄糖的光学旋转角度不同,可以利用偏振角度调制测量传输问题比较有效的方法是蒙特卡罗方法,其能较方便
血糖浓度;利用不同散射体浓度下偏振态的差异,能有地应用到实际计算中.Wion和Adam首次将蒙特卡罗
效提高光学成像分辨率?;此外,光在介质中散射传输时思想引人激光同组织相互作用的方面?,随后,蒙特卡
偏振特性的变化在大气气溶胶,去雾,有害物质检测,目罗模拟方法就被广泛地应用到光在组织中的传输模拟
标识别,遥感探测等领域都有重要的应用价值3-1?
Wang和 Jacques等人在处理多层散射介质中光的散射
收稿日期:2013-07-25;修回日期:2014-08-25;责任编辑:蓝红杰
基金项目:国家自然科学基金(No.61102153,No.6127121)