動態(tài)散射介質散斑場的電場蒙特卡洛模擬分析.pdf

1、激光散斑是相干光傳輸的重要現象之一，其在工業(yè)、生命科學領域均有著廣泛的應用，如位移測量、激光散斑血流成像等。由于生物組織和懸浮粒子溶液渾濁介質中的散射多為體散射，其中往往包含多次散射，這樣的散斑現象較為復雜，難以用波動方程求解，一般只能采用數值方法來進行模擬。然而傳統(tǒng)的蒙特卡洛數值模擬往往忽略了介質的運動性質，不能用以模擬研究體散射介質的布朗運動、定向流動等過程中的散斑現象，而這恰恰對研究動態(tài)體散射散斑的性質以及實現流速的定量測量十分重

2、要。針對上述問題，本文首先從連續(xù)時間序列動態(tài)散斑模擬出發(fā)，提出了動態(tài)散斑模擬的新方法，利用該方法對平移散斑、沸騰散斑的電場自相關函數進行了分析研究，給出在平移、沸騰散斑共同作用下流速與電場自相關函數的關系式（傳統(tǒng)的研究方法認為流速與散斑場的去相關時間成反比），并建立了運動渾濁體散射介質模型，利用改進的蒙特卡洛模擬方法對同時包含定向流動、布朗運動散射介質的散斑場進行了模擬與分析，為分析體散射散斑性質以及分析流速測量中的影響因素等提供了工具

3、。本文的具體內容包括：
　?。?）以散斑強度伽馬分布模型研究分析散斑現象，提出新的連續(xù)時間序列動態(tài)散斑模擬方法，對平移散斑、洛倫茲光譜線型動態(tài)散斑等進行了模擬，給出像面上電場自相關函數的關系式，并分析了流速與襯比之間的關系。
　?。?）將電場蒙特卡洛模擬由無限窄光束擴展到有限尺寸大小的光束。針對由此帶來的計算量增加問題，實現了基于GPU的CUDAEMC，通過并行計算來大幅提升計算速度。使用GTX480顯卡運行CUDAEMC時