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本文主要采用Monte Carlo方法研究光源附近的漫射光子的分布,深入、系统地研究了不同的光学参数以及不同光源对空间分辨漫反射率的影响,并与解析的理论模型作了比较。
首先,对不同的相函数进行了系统地介绍,由相似关系引入了各个相函数的各阶参数,重点介绍了二阶参数和三阶参数。根据二阶参数与一阶矩的关系,我们提出了各个相函数的适用范围。其次,系统地介绍了Monte Carlo方法发展的历史及其作用,详细地描述了Monte Carlo模拟光子在生物组织中传输过程。接着,采用Monte Carlo方法研究了光源附近的空间分辨漫反射。提出了在光源与探测器间距不同的范围内,描述组织光学特性的参数不同,在光源与探测器间距远大与几个输运平均自由程时,可以用三个参数来描述:吸收系数、有效散射系数和平均折射率;在几个平均自由程范围内,需要引入新的参数——二阶参数γ;在近光源附近,为了提高求解的精确性,除了二阶参数外,需要引入更高阶参数来描述。最后,为了解决不同的问题,修改了原有模拟程序,采用介质内的各向同性点光源来代替笔型光束。比较了不同光源对空间分辨漫反射率的影响,并且验证了漫射近似、P3近似理论在一定范围的有效性。