Введение
Глава 1. Современные методы экспериментального, теоретического и численного исследования распространения света в рассеивающих средах
1.1. Характеристики распространения света в рассеивающих средах 13
1.2. Теория переноса излучения. Проблема приближений 14
1.2.1. Основное уравнение ТПИ 14
1.2.2. Диффузионное приближение 16
1.2.3. Малоугловое приближение 17
1.2.4. Другие приближения 18
1.2.5. Теоретический расчет отдельных кратностей рассеяния 19
1.3. Метод Монте-Карло 20
1.3.1. Сущность метода 20
1.3.2. Инверсный Метод Монте-Карло 21
1.4. Некогерентные экспериментальные методы исследования оптических свойств среды 22
1.4.1 Лазерная гониофотометрия 22
1.4.2. Спектрофотометрия 23
1.4.3. Времяпролетная фотометрия 24
1.4.4. Пространственно разрешенная рефлектометрия 24
1.5. Оптическая когерентная томография 24
1.5.1 Основные принципы 24
1.5.2.Источники излучения 28
1.5.3. Недостатки метода 28
1.5.4. Модификации оптической когерентной томографии 29
1.5.5.Применения 31
#7.6. Оптические свойства сильпорассеивающих сред 32
1.6.1. Неоднозначность определения оптических свойств 32
1.6.2. Оптические свойства цельной крови и суспензии эритроцитов 33
1.6.3. Оптические свойства кожи и ее оптических фантомов 36
1.6.4. Оптические свойства бумаги как силыюрассеивающей среды 40
1.7 Оптическое просветление -. 42
Выводы по главе 1 44
Глава 2. Моделирование распространения лазерного излучения в сильнорассеивающей и поглощающей среде методом Монте-Карло
2.1. Алгоритм моделирования распространения фотонов в сильнорассеивающнх средах 45
2.2. Генерация случайного числа с заданной функцией распределения 50
2.3. Проблема выбора фазовой функции на примере рассеивающей частицы, моделирующей эритроцит 52
2.4. Моделирование сигналов некогерентых методов оптической диагностики .55
2.5. Монте-Карло моделирование распространения и детектирования низкокогерентного излучения 56
2.6. Проблема точности расчетов 60
Выводы по главе 2 61
Глава 3. Формирование сигналов при реализации некогерентных оптических методов диагностики сильнорассеивающнх сред
3.1. Гопиофотометрия плоского слоя среды, моделирующей суспензию эритроцитов 62
3.2. Анализ кратности рассеяния при транспорте фотонов в слое. Парциальные индикатрисы 70
3.3. Карты рассеяния и поглощения 76
3.4. Влияние модельных оптических параметров среды, моделирующей суспензию эритроцитов, на сигналы различных методов диагностики 79
3.4.1 Постановка задачи и выбор модельных параметров 79
3.4.2. Результаты и обсуждение . 80
3.5. Сравнение применимости различных методов светорассеяния для оценки уровня оксигенации крови в многослойной модели колеи 84
3.5.1. Актуальность задачи 84
3.5.2. Сравнение модельных сигналов от образцов кожи с различной оксигенацией крови 87
Выводы по главе 3 91
Глава 4. Формирование сигналов оптической когерентной томографии от многослойных рассеивающих сред
4.1. Формирование сигнала ОКТ от однородного слоя вещества 92
4.1.1. Исследование слоя рассеивающей среды, моделирущей суспензию эритроцитов 93
4.1.2. Исследование слоя рассеивающей среды, моделирующей интралипид 95
4.2. Исследование процессов агрегации и седиментации частиц в рассеивающей среде с помощью ОКТ на примере суспензии эритроцитов 97
4.2.1. Природа процессов агрегации и седиментации 97
4.2.2. Сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными 99
4.3. Анализ вкладов различных кратностей в сигнал ОКТ, многократная и диффузная компоненты 104
4.3.1. Классификация фотонов 104
4.3.2. Вклад различных фракций фотонов в ОКТ сигнал от однослойной среды 104
4.3.3. Вклад различных фракций фотонов в ОКТ-сигнал от многослойной среды 109
4.3.4. Вклад различных фракций фотонов в ОКТ-сигнал от кожного покрова человека: моделирование и эксперимент 112
4.4. Моделирование ОКТ изображений структуры бумаги 115
4.4.1. Актуальность задачи 115
4.4.2. Описание модели 117
4.4.3. Результаты и обсуждение 119
4.5. Влияние параметров моделируемой ОКТ системы на получение ОКТ
изображений образцов бумаги при оптическом просветлении 128
Выводы по главе 4 133
Заключение 135
Список литературы
