《光散射理論及其應(yīng)用技術(shù)》基于作者近十年來的科學(xué)研究工作和取得的成果基礎(chǔ)，從電磁波理論開始，闡述了電磁波的傳輸、波與介質(zhì)作用的基礎(chǔ)概念、規(guī)律和散射理論；分別論述了米散射、瑞利散射、衍射理論及其數(shù)值計算方法；論述了真實情況下的物理模型建立方法及其近似處理理論；引進(jìn)了虛擬仿真實驗技術(shù)，并闡述了該技術(shù)在光散射仿真實驗中的開發(fā)方法和應(yīng)用技術(shù)；介紹了散射理論在環(huán)境檢測、生物細(xì)胞和組織檢測、尿沉渣檢測、化學(xué)過程檢測等技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)。
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目錄
前言
第1章 光散射理論及其應(yīng)用技術(shù)概論 1
1.1 光散射理論的發(fā)展簡史 1
1.2 光散射理論的主要分類 2
1.2.1 彈性光散射 2
1.2.2 非彈性光散射 2
1.2.3 關(guān)于光散射的幾個主要概念 3
1.3 光散射理論的主要應(yīng)用 4
1.3.1 散射技術(shù)在細(xì)胞分類計數(shù)中的應(yīng)用 4
1.3.2 光散射技術(shù)在尿沉渣檢測中的應(yīng)用 6
1.3.3 光散射技術(shù)在粒子計數(shù)中的應(yīng)用 6
1.3.4 細(xì)胞分類識別的其他光散射應(yīng)用技術(shù) 8
1.4 生物細(xì)胞光相位成像檢測技術(shù)概況 10
1.4.1 定性相位成像技術(shù) 11
1.4.2 定量相位成像技術(shù) 11
參考文獻(xiàn) 15
第2章 散射理論基礎(chǔ) 19
2.1 麥克斯韋方程組 19
2.2 光波與介質(zhì)相互作用 20
2.2.1 非耗散介質(zhì) 20
2.2.2 耗散介質(zhì) 21
2.3 散射相關(guān)的基本物理量 21
2.3.1 散射截面Csca與散射系數(shù)Qsca 22
2.3.2 吸收截面Cabs與吸收系數(shù)Qabs 22
2.3.3 消光截面Cext與消光系數(shù)Qext 22
2.3.4 散射振幅函數(shù)、強(qiáng)度函數(shù)及其與諸系數(shù)的關(guān)系 23
2.3.5 顆粒群的散射截面和消光截面 24
2.3.6 顆粒散射與吸收的消光定律 24
2.3.7 光的偏振性 25
參考文獻(xiàn) 26
第3章 散射理論 27
3.1 Mie散射公式 27
3.1.1 光散射矢量波描述 27
3.1.2 球形顆粒Mie散射公式 28
3.1.3 高斯波束下的球形顆粒散射 30
3.2 Mie散射算法 33
3.2.1 Mie系數(shù)選代計算的算法 33
3.2.2 散射振幅和光散射強(qiáng)度的算法 35
3.2.3 效率參數(shù)的算法 35
3.3 Mie散射規(guī)律分析 37
3.3.1 光散射強(qiáng)度分布特征分析 37
3.3.2 偏振與波長的特征 37
3.3.3 散射理論的適用范圍 40
3.4 Rayleigh散射公式 40
3.5 衍射散射理論 41
3.5.1 衍射散射概述 41
3.5.2 基爾霍夫衍射理論 43
3.5.3 夫瑯禾費(fèi)圓孔衍射 44
3.5.4 巴比涅原理和多顆粒的衍射 46
3.5.5 從Mie散射到衍射散射 47
參考文獻(xiàn) 49
第4章 光學(xué)建模及其散射近似理論 51
4.1 球形模型及其光散射 51
4.1.1 單球形模型及其散射近似 51
4.1.2 雙球核式模型及其散射近似 53
4.2 橢球模型及其散射近似 54
4.2.1 橢球模型 54
4.2.2 單橢球模型下的近似理論及其散射分布特征 56
4.2.3 雙橢球模型下的近似理論及其散射分布特征 61
4.3 有核雙層偏心球模型及其散射 71
4.3.1 雙層偏心球模型及其幾何散射理論 72
4.3.2 雙層偏心球模型下的光散射近似理論 74
4.3.3 算法流程及參數(shù)選擇 77
4.4 光散射調(diào)制與細(xì)胞物理參量的關(guān)系 79
4.4.1 單核細(xì)胞光散射調(diào)制及其物理機(jī)理 79
4.4.2 次低頻調(diào)制與細(xì)胞形態(tài)的關(guān)系 81
4.4.3 高頻調(diào)制與細(xì)胞形態(tài)的關(guān)系 83
參考文獻(xiàn) 84
第5章 多體散射及其反演方法 87
5.1 基于Shifrin變換下的顆粒群尺度分布測試法 87
5.1.1 密集顆粒群的近前向散射 87
5.1.2 基于Shifrin變換下的反由方法 88
5.1.3 擴(kuò)展衍射法測量下限的半經(jīng)驗方法 89
5.1.4 顆粒群粒徑分布反演理論的實現(xiàn)方法 92
5.2 顆位群特征概率分布函數(shù)及反演方法 94
5.2.1 EPO面半橢圓組合模型及其散射理論 94
5.2.2 形貌概率分布函數(shù)P（n）和形貌影響因子函數(shù)T（n） 96
5.2.3 粒徑、形貌概率分布函數(shù)P（d，n）及其反演方程 97
5.3 其他反演方法及其理論概述 99
5.3.1 積分變換法 99
5.3.2 病態(tài)方程求解法 101
5.3.3 遺傳反演算法 104
5.4 基于輻射傳播方程的復(fù)散射理論 105
5.5 任意形體顆粒群的多重光散射 107
參考文獻(xiàn) 109
第6章 光散射虛擬仿真應(yīng)用技術(shù) 112
6.1 虛擬仿真系統(tǒng) 112
6.1.1 虛擬仿真系統(tǒng)概述 112
6.1.2 虛擬仿真系統(tǒng)的基本理論 113
6.1.3 虛擬仿真系統(tǒng)基本功能模塊 115
6.2 仿真實驗方法及其結(jié)果分析 118
6.2.1 劈尖與圓盤模型的相位仿真與結(jié)果 118
6.2.2 球模型的散射仿真與結(jié)果分析 120
6.2.3 核式模型的散射仿真與結(jié)果分析 123
6.3 虛擬仿真的其他應(yīng)用范例 125
6.3.1 紅細(xì)胞模型及其仿真結(jié)果 125
6.3.2 白細(xì)胞模型及其仿真結(jié)果 129
參考文獻(xiàn) 136
第7章 生物細(xì)胞成像理論與技術(shù) 138
7.1 細(xì)胞相位成像檢測技術(shù)應(yīng)用概況 138
7.2 相位成像主要理論及其技術(shù) 140
7.2.1 同軸定量相位成像 140
7.2.2 離軸定量相位成像 141
7.2.3 傅里葉變換光散射技術(shù) 143
7.3 細(xì)胞相位成像仿真計算 144
7.3.1 物光波的建立 145
7.3.2 干涉圖的記錄 146
7.3.3 相位的再現(xiàn) 147
7.4 相位成像與光散射技術(shù)的關(guān)系 149
參考文獻(xiàn) 151
第8章 光散射理論的重要應(yīng)用技術(shù) 155
8.1 流式細(xì)胞儀 155
8.1.1 流式細(xì)胞術(shù)基本原理 155
8.1.2 流式細(xì)胞儀基本結(jié)構(gòu) 157
8.1.3 流式細(xì)胞術(shù)的數(shù)據(jù)分析 158
8.1.4 流式細(xì)胞儀的主要應(yīng)用及發(fā)展 160
8.2 激光粒度儀 164
8.2.1 激光粒度儀原理 164
8.2.2 激光粒度儀光學(xué)結(jié)構(gòu) 165
8.2.3 激光粒度儀的主要應(yīng)用 168
8.3 尿沉渣分析儀 170
8.3.1 流式細(xì)胞術(shù)尿沉渣分析儀原理 171
8.3.2 流式細(xì)胞術(shù)尿沉渣分析儀的結(jié)構(gòu) 171
8.4 其他光散射技術(shù)的應(yīng)用 172
8.4.1 蒸發(fā)光散射檢測器172
8.4.2 拉曼散射及其應(yīng)用 173
參考文獻(xiàn) 175
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