Введение
Глава 1. Прохождение сверхкороткого лазерного импульса через случайную среду 14
1.1. Нестационарная теория переноса излучения 14
1.2. Методы решения нестационарного уравнения теории переноса излучения 17
1.3. Структура сверхкороткого лазерного импульса на выходе из случайной среды 19
Глава 2. Моделирование распространения сверхкороткого лазерного импульса в среде с сильным рассеянием методом монте-карло 23
2.1. Основная идея метода Монте-Карло 23
2.2. Схема моделируемого эксперимента 23
2.3. Реализованный в программе алгоритм и применимость метода 25
2.4. Результаты расчетов для конечного и полубесконечного слоя модельной однородной среды и их обсуждение 30
2.5. Выводы по главе 2 46
Глава 3. Метод лазерной импульсной времяпролетной фотометрии как инструмент диагностики сред с сильным рассеянием
3.1. Физическая модель среды с сильным рассеянием на примере водного раствора интралипида с глюкозой 48
3.1.1. Оптические параметры модели и метод расчета 48
3.1.2. Обсуждение полученных результатов 51
3.2. Трехслойная модель кожи с глюкозой как неоднородной среды с сильным рассеянием 55
3.2.1. Оптические свойства моделируемой среды 56
3.2.2. Полученные результаты и их обсуждение 57
3.3. Выводы по главе 3 67
Глава 4. Изменение оптических свойств сред с сильным рассеянием в уф-диапазоне путем имплантации наночастиц диоксида титана
4.1. Имплантация наночастиц в приповерхностный слой среды с сильным рассеянием и экспериментальное определение их распределения по глубине 71
4.2. Спектр действия излучения УФ-диапазона на примере кожи человека 74
4.3. Расчет сечений рассеяния, поглощения и ослабления УФ-излучения наночастицами, имплантированными в среду 76
4.3.1. Оценка критической концентрации частиц в рамках режима независимого рассеяния 78
4.3.2. Относительные факторы рассеяния, поглощения и ослабления излучения наночастицами 80
4.4. Моделирование распространения УФ-излучения в многослойной среде, содержащей наночастицы в приповерхностном слое, методом Монте-Карло 83
4.4.1. Проблемы применимости закона Ламберта-Бугера- Бера и диффузионного приближения 83
4.4.2. Сравнение результатов расчета методом Монте- Карло с экспериментальными и расчетными данными для частного случая однослойной среды 86
4.4.3. Описание используемой математической модели 88
4.5. Результаты расчета и обсуждение 92
4.5.1. Зависимость интенсивности поглощенного,отраженного и рассеянного в слое среды 310-нм излучения от концентрации наночастиц 92
4.5.2. Сравнение ослабления частицами УФ-излучения с длинами волн 310 и 400 нм 96
4.5.3. Преимущества использования излучения ближнего ИК-диапазона для оптического определения толщины слоя среды с наночастицами 103
4.6. Выводы по главе 4 112
Заключение 114
Список литературы 116
