基于頻域輻射傳輸?shù)募t外光學成像研究.pdf

1、自從1960年6月世界第一臺激光器問世以來,激光就受到了研究者的廣泛關注,并得到了不斷地發(fā)展。到目前為止,激光技術已經(jīng)被廣泛應用于國防科技、大氣遙感、生物醫(yī)學、激光通信、工業(yè)加工、探傷診斷、光學層析成像、光動力療法等領域。在激光器家族中,20世紀70年代出現(xiàn)了極具潛力的超短脈沖激光器,脈沖激光束的時間非常短,開和關的間隔僅為1飛秒(千萬分之一秒)。超導脈沖激光的特性導致它具有廣泛的用途和巨大的市場。本文主要考察超短脈沖激光在醫(yī)療科學領域

2、的應用:生物醫(yī)學光子成像技術,并對其進行理論研究。這項技術利用了近紅外激光對生物組織較好的穿透性和無損傷特性,根據(jù)激光透過生物組織后的信號來模擬生物組織內物性參數(shù)分布,從而達到對人體病變進行早期檢測的效果。光學成像的理論方法大致可以分為三種:連續(xù)波技術、時域方法和頻域方法。時域和頻域方法都可以重構吸收和散射光學參數(shù)。而頻域測量手段較之時域方法在成像方面有著更大的優(yōu)勢,在近些年來得到了廣泛的應用。
　　論文以超短脈沖激光照射參與性介

3、質后的參數(shù)重構為研究方向,分析輻射在介質內的傳輸過程和依靠探測信息推導介質內部光學參數(shù)的逆問題求解方法。主要研究內容可以歸納為以下幾個方面:
　　在瞬態(tài)輻射傳輸方程的基礎上,利用傅里葉變換推導頻域輻射傳輸方程。采用有限體積法求解頻域方程,模擬超短脈沖激光在參與性介質內傳輸?shù)倪^程,得到介質邊緣的透射輻射信號,完成正問題研究。
　　分析反問題求解方法。介紹不同的反問題算法,選取共軛梯度法作為反演算法,推導反向-伴隨差分法,并將其