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视网膜细胞散射体对光源偏振性的影响研究

作　者: 何军
导　师: 高志山
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 散射辐射传输理论光偏振性静态结构因子
分类号: R318.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

人眼视网膜是一种具有高散射特性的生物组织。眼科临床表明,研究视网膜组织的内部特征变化能够为眼底病变组织的临床诊断和治疗提供直观详细的依据,如糖尿病性视网膜病变、黄斑变性、色素性视网膜炎等。光子在视网膜组织中的传输机理研究,为分析、提取病变组织内部特征参数提供必要的理论支持,其成果可供眼科临床诊断。视网膜也是眼底相机、光学相干层析仪、散射光谱仪等检测仪器的研究对象,因此分析视网膜组织的散射特性也将有助于这些检测仪器或方法的改进。本文基于Mie散射理论,研究了单粒子散射的三种效率因子、反照率、各向异性因子等参量以及各参量的数学关系；结合辐射传输理论,研究了光束在视网膜组织中的多重散射问题；并在此基础上,讨论了不同粒子(包括粒度、浓度和形状因子)对散射光偏振性影响。最后,根据解剖学上视网膜结构与细胞分布的特点,引入分子动力学领域的静态结构因子修正辐射传递理论,并采用广义球谐函数法求解视细胞对散射光偏振性的影响。结果表明散射光偏振性取决于散射粒子的粒度、浓度分布和细胞形状等因素。以视网膜为研究对象,在不同的极角和光程位置能检测到部分偏振光或线偏振光,散射光束的偏振性呈现波动性变化,散射光束的偏振特性变化随散射角的增大而增大。只考虑视细胞浓度分布时,视锥细胞比视杆细胞具有更强的散射特性；加入形状因子的考虑后,视杆细胞具有更强的散射特性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 本课题的研究意义及背景  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-10
    1.2.1 散射光的偏振性研究概况  8-9
    1.2.2 人眼视网膜散射光的研究  9-10
  1.3 论文的主要内容  10-11
2 视网膜结构  11-16
  2.1 几种主要的视网膜细胞  12-14
    2.1.1 视杆细胞  12
    2.1.2 视锥细胞  12-14
    2.1.3 双极细胞和神经节细胞  14
  2.2 视细胞浓度分布曲线  14-15
  2.3 本章小结  15-16
3 单粒子的散射理论  16-29
  3.1 几种常见的散射理论  16-19
    3.1.1 瑞利散射  16-17
    3.1.2 布里渊散射  17
    3.1.3 汤姆逊散射  17-18
    3.1.4 康普顿散射  18-19
  3.2 Mie散射理论  19-24
    3.2.1 Mie散射基本公式  19-21
    3.2.2 关于参量a_n和b_n递推关系的讨论  21-23
    3.2.3 关于三种效率因子收敛性及相关性的讨论  23-24
  3.3 光束的偏振性和相干性  24-28
    3.3.1 光束的偏振性  24-27
    3.3.2 光束的相干性  27-28
  3.4 本章小结  28-29
4 多重散射理论  29-56
  4.1 相位矩阵展开  30-35
    4.1.1 傅里叶级数展开  31-32
    4.1.2 勒让德多项式展开  32-33
    4.1.3 Greek常数和勒让德系数的关系  33-35
  4.2 辐射传输方程求解  35-46
    4.2.1 离散坐标法  35-39
    4.2.2 无界条件  39-40
    4.2.3 广义球谐函数法  40-46
  4.3 不同粒子对散射作用的影响  46-55
    4.3.1 粒度的影响  46-49
    4.3.2 浓度的影响  49-50
    4.3.3 形状因子的影响  50-55
  4.4 本章小结  55-56
5 数值计算  56-69
  5.1 视细胞的浓度对散射光偏振性的影响  57-68
  5.2 视细胞的形状对散射光偏振性的影响  68
  5.3 本章小结  68-69
6 结论  69-71
致谢  71-72
参考文献  72-77
攻读硕士期间发表的论文  77

视网膜细胞散射体对光源偏振性的影响研究

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