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摘要本文利用矢量蒙特卡罗模拟方法和极分解方法分析了不同浓度的红细胞悬浮液后向散射面的偏振特性。通过时间分辨的研究发现，后向散射面上的偏振特性，这里特指保偏度和二向透过率系数的分布受出射时间影响。同时发现保偏度受散射角和散射方向综合影响，哪个因素占主导地位与具体情况紧密相关；单次散射二向透过率系数在后向呈剧烈的振荡趋势，且由于多次散射过程中参考面的随机变化，导致稳态时二向透过率系数减小。这些发现对于研究红细胞悬浮液的偏振特性起了重要的参考作用。9025
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关键词 时间分辨 后向散射 极分解 保偏度 二向透过率系数 蒙特卡罗模拟 Mueller矩阵
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Time-resolved polarization distributions on backscattering geometry of turbid media
Abstract
Polarization properties on backscattering plane of erythrocyte suspensions with different concentrations are studied by Monte Carlo simulation and polar decomposition for Mueller matrix in this paper. By analysis of time-resolved polarization characteristics, it is noted that the degree of polarization is influenced by both number of scattering events and scattering angles, and diattenuation decreases with multiple scattering because of stochastic transformation of scattering reference plane. These findings are informative for investigation of polarization characteristics of turbid media.
Keywords time-resolved; back scattering; polar decomposition; degree of polarization; diattenuation; Monte Carlo simulation; Mueller matrix
目 次
1 绪论 1
1.1 研究背景和研究现状 1
1.2 本文主要工作 3
2 理论基础 3
2.1 偏振光学基础 3
2.11 Muller 矩阵 3
2.12 偏振度（DOP） 4
2.13 二向透过率系数 6
2.14 极分解 6
2.2 Mie 散射理论 8
2.3 矢量蒙特卡罗模拟 10
3 红细胞悬浮液后向散射Mueller矩阵的时间分辨特性研究 11
3.1 低散射介质 12
3.11 Mueller矩阵 12
3.12 极分解 15
3.2 中散射介质 19
3.3 高散射介质 23
结论 29
致谢 30
参考文献 31
1 绪论
Mueller矩阵记录了混浊介质偏振特性的完整信息，它由介质的固有属性决定，我们可以通过对Mueller矩阵的研究来实现对浑浊介质属性的研究，这在很多领域得到应用，尤其是大气光学、海洋光学和生物组织研究中。而Mueller矩阵可以通过蒙特卡罗模拟方法得到，并利用极分解的数学手段得到介质的一些更为直观的性质，如保偏度和二向透过率系数等。
1.1 研究背景和研究现状
1.2 本文主要工作
本文以红细胞悬浮液为研究对象,通过对不同浓度的红细胞悬浮液散射过程的蒙特卡罗模拟，来得到红细胞悬浮液后向散射面上mueller矩阵的时间分辨图案，然后对Mueller矩阵进行极分解，利用Matlab作出保偏度和二向透过率系数的时间分辨图，从而得出保偏度的时间分辨特性和二向透过率系数的时间分辨特性。通过悬浮液浓度的不同，借以研究低散射介质、中等散射介质和高散射介质后向散射面上偏振特性的时间分辨特性。
2 理论基础
2.1 偏振光学基础
2.11 Mueller 矩阵
我们知道，光的偏振态的改变是通过偏振光与传输介质之间的相互作用产生的。所以，通过分析被介质散射后的光的偏振特性，可以得到介质的属性信息。