光散射理論及其應用技術

本書基於作者近十年來的科學研究工作和取得的成果基礎，從電磁波理論開始，闡述了電磁波的傳輸、波與介質作用的基礎概念、規律和散射理論；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；引進了虛擬模擬實驗技術，並闡述了該技術在光散射模擬實驗中的開發方法和應用技術；介紹了散射理論在環境檢測、生物細胞和組織檢測、尿沉渣檢測、化學過程檢測等技術領域的應用技術。

《光散射理論及其應用技術》將彈性光散射理論、建模方法、虛擬模擬實驗技術與細胞檢測技術完整地融為一體，充分體現了《光散射理論及其應用技術》的系統性、科學先進性和應用價值。《光散射理論及其應用技術》特別適合從事醫學診斷、環境檢測等領域科學研究及其應用的科技人員閱讀，也適合與此密切相關學科、專業、方向的師生閱讀。

前言

第l章光散射理論及其應用技術概論

1.1光散射理論的發展簡史

1.2光散射理論的主要分類

1.2.1彈性光散射

1.2.2非彈性光散射

1.2.3關於光散射的幾個主要概念

1.3光散射理論的主要應用

1.3.1散射技術在細胞分類計數中的應用

1.3.2光散射技術在尿沉渣檢測中的應用

1.3.3光散射技術在粒子計數中的應用

1.3.4細胞分類識別的其他光散射應用技術

1.4生物細胞光相位成像檢測技術概況

1.4.1定性相位成像技術

1.4.2定量相位成像技術

參考文獻

第2章散射理論基礎

2.1麥克斯韋方程組

2.2光波與介質相互作用

2.2.1非耗散介質

2.2.2耗散介質

2.3散射相關的基本物理量

2.3.I散射截面Csca與散射係數Qsca

2.3.2吸收截面Cabs與吸收係數Qabs

2.3.3消光截面Cext與消光係數Qext

2.3.4散射振幅函數、強度函數及其與諸係數的關係

2.3.5顆粒群的散射截面和消光截面

2.3.6顆粒散射與吸收的消光定律

2.3.7光的偏振件

參考文獻

第3章散射理論

3.1 Mie散射公式

3.1.1光散射矢量波描述

3.1.2球形顆粒Mie散射公式

3.1.3高斯波束下的球形顆粒散射

3.2 Mie散射演演算法

3.2.1 Mie係數迭代計算的演演算法

3.2.2散射振幅和光散射強度的演演算法

3.2.3效率參數的演演算法

3.3 Mie散射規律分析

3.3.1光散射強度分佈特徵分析

3.3.2偏振與波長的特徵

3.3.3散射理論的適用範圍

3.4 Rayleigh散射公式

3.5衍射散射理論

3.5.1衍射散射概述

3.5.2基爾霍夫衍射理論

3.5.3夫琅禾費圓孔衍射

3.5.4巴比涅原理和多顆粒的衍射

3.5.5從Mie散射到衍射散射

參考文獻

第4章光學建模及其散射近似理論

4.1球形模型及其光散射

4.1.1單球形模型及其散射近似

4.1.2雙球核式模型及其散射近似

4.2橢球模型及其散射近似

4.2.1橢球模型

4.2.2單橢球模型下的近似理論及其散射分佈特徵

4.2.3雙橢球模型下的近似理論及其散射分佈特徵

4.3有核雙層偏心球模型及其散射

4.3.1雙層偏心球模型及其幾何散射理論

4.3.2雙層偏心球模型下的光散射近似理論

4.3.3演演算法流程及參數選擇

4.4光散射調製與細胞物理參量的關係

4.4.1單核細胞光散射調製及其物理機理

4.4.2次低頻調製與細胞形態的關係

4.4.3高頻調製與細胞形態的關係

參考文獻

第5章多體散射及其反演方法

5.1基於Shifrin變換下的顆粒群尺度分佈測試法

5.1.1密集顆粒群的近前向散射

5.1.2基於Shifrin變換下的反演方法

5.1.3擴展衍射法測量下限的半經驗方法

5.1.4顆粒群粒徑分佈反演理論的實現方法

5.2顆粒群特徵概率分佈函數及反演方法

5.2.1 EPO面半橢圓組合模型及其散射理論

5.2.2形貌概率分佈函數P（η）和形貌影響因子函數T（η）

5.2.3粒徑、形貌概率分佈函數P（η）及其反演方程

5.3其他反演方法及其理論概述

5.3.1積分變換法

5.3.2病態方程求解法

5.3.3遺傳反演演演算法

5.4基於輻射傳播方程的復散射理論

5.5任意形體顆粒群的多重光散射

參考文獻

第6章光散射虛擬模擬應用技術

6.1虛擬模擬系統

6.1.1虛擬模擬系統概述

6.1.2虛擬模擬系統的基本理論

6.1.3虛擬模擬系統基本功能模塊

6.2模擬實驗方法及其結果分析

6.2.1劈尖與圓盤模型的相位模擬與結果

6.2.2球模型的散射模擬與結果分析

6.2.3核式模型的散射模擬與結果分析

6.3虛擬模擬的其他應用範例

6.3.1紅細胞模型及其模擬結果

6.3.2白細胞模型及其模擬結果

參考文獻

第7章生物細胞成像理論與技術

7.1細胞相位成像檢測技術應用概況

7.2相位成像主要理論及其技術

7.2.1同軸定量相位成像

7.2.2離軸定量相位成像

7.2.3傅里葉變換光散射技術

7.3細胞相位成像模擬計算

7.3.1物光波的建立

7.3.2干涉圖的記錄

7.3.3相位的再現

7.4相位成像與光散射技術的關係

參考文獻

第8章光散射理論的重要應用技術

8.1流式細胞儀

8.1.1流式細胞術基本原理

8.1.2流式細胞儀基本結構

8.1.3流式細胞術的數據分析

8.1.4流式細胞儀的主要應用及發展

8.2激光粒度儀

8.2.1激光粒度儀原理

8.2.2激光粒度儀光學結構

8.2.3激光粒度儀的主要應用

8.3尿沉渣分析儀

8.3.1流式細胞術尿沉渣分析儀原理

8.3.2流式細胞術尿沉渣分析儀的結構

8.4其他光散射技術的應用

8.4.1蒸發光散射檢測器

8.4.2拉曼散射及其應用

參考文獻