光散射理论及其应用技术PDF电子书下载

第1章 光散射理论及其应用技术概论 1

1.1光散射理论的发展简史 1

1.2光散射理论的主要分类 2

1.2.1弹性光散射 2

1.2.2非弹性光散射 2

1.2.3关于光散射的几个主要概念 3

1.3光散射理论的主要应用 4

1.3.1散射技术在细胞分类计数中的应用 4

1.3.2光散射技术在尿沉渣检测中的应用 6

1.3.3光散射技术在粒子计数中的应用 6

1.3.4细胞分类识别的其他光散射应用技术 8

1.4生物细胞光相位成像检测技术概况 10

1.4.1定性相位成像技术 11

1.4.2定量相位成像技术 11

参考文献 15

第2章 散射理论基础 19

2.1麦克斯韦方程组 19

2.2光波与介质相互作用 20

2.2.1非耗散介质 20

2.2.2耗散介质 21

2.3散射相关的基本物理量 21

2.3.1散射截面Csca与散射系数Qsca 22

2.3.2吸收截面Cabs与吸收系数Qabs 22

2.3.3消光截面Cext与消光系数Qext 22

2.3.4散射振幅函数、强度函数及其与诸系数的关系 23

2.3.5颗粒群的散射截面和消光截面 24

2.3.6颗粒散射与吸收的消光定律 24

2.3.7光的偏振性 25

参考文献 26

第3章 散射理论 27

3.1 Mie散射公式 27

3.1.1光散射矢量波描述 27

3.1.2球形颗粒Mie散射公式 28

3.1.3高斯波束下的球形颗粒散射 30

3.2 Mie散射算法 33

3.2.1 Mie系数迭代计算的算法 33

3.2.2散射振幅和光散射强度的算法 35

3.2.3效率参数的算法 35

3.3 Mie散射规律分析 37

3.3.1光散射强度分布特征分析 37

3.3.2偏振与波长的特征 37

3.3.3散射理论的适用范围 40

3.4 Rayleigh散射公式 40

3.5衍射散射理论 41

3.5.1衍射散射概述 41

3.5.2基尔霍夫衍射理论 43

3.5.3夫琅禾费圆孔衍射 44

3.5.4巴比涅原理和多颗粒的衍射 46

3.5.5从Mie散射到衍射散射 47

参考文献 49

第4章 光学建模及其散射近似理论 51

4.1球形模型及其光散射 51

4.1.1单球形模型及其散射近似 51

4.1.2双球核式模型及其散射近似 53

4.2椭球模型及其散射近似 54

4.2.1椭球模型 54

4.2.2单椭球模型下的近似理论及其散射分布特征 56

4.2.3双椭球模型下的近似理论及其散射分布特征 61

4.3有核双层偏心球模型及其散射 71

4.3.1双层偏心球模型及其几何散射理论 72

4.3.2双层偏心球模型下的光散射近似理论 74

4.3.3算法流程及参数选择 77

4.4光散射调制与细胞物理参量的关系 79

4.4.1单核细胞光散射调制及其物理机理 79

4.4.2次低频调制与细胞形态的关系 81

4.4.3高频调制与细胞形态的关系 83

参考文献 84

第5章 多体散射及其反演方法 87

5.1基于Shifrin变换下的颗粒群尺度分布测试法 87

5.1.1密集颗粒群的近前向散射 87

5.1.2基于Shifrin变换下的反演方法 88

5.1.3扩展衍射法测量下限的半经验方法 89

5.1.4颗粒群粒径分布反演理论的实现方法 92

5.2颗粒群特征概率分布函数及反演方法 94

5.2.1 EPO面半椭圆组合模型及其散射理论 94

5.2.2形貌概率分布函数P（η）和形貌影响因子函数T（η） 96

5.2.3粒径、形貌概率分布函数P（d，η）及其反演方程 97

5.3其他反演方法及其理论概述 99

5.3.1积分变换法 99

5.3.2病态方程求解法 101

5.3.3遗传反演算法 104

5.4基于辐射传播方程的复散射理论 105

5.5任意形体颗粒群的多重光散射 107

参考文献 109

第6章 光散射虚拟仿真应用技术 112

6.1虚拟仿真系统 112

6.1.1虚拟仿真系统概述 112

6.1.2虚拟仿真系统的基本理论 113

6.1.3虚拟仿真系统基本功能模块 115

6.2仿真实验方法及其结果分析 118

6.2.1劈尖与圆盘模型的相位仿真与结果 118

6.2.2球模型的散射仿真与结果分析 120

6.2.3核式模型的散射仿真与结果分析 123

6.3虚拟仿真的其他应用范例 125

6.3.1红细胞模型及其仿真结果 125

6.3.2白细胞模型及其仿真结果 129

参考文献 136

第7章 生物细胞成像理论与技术 138

7.1细胞相位成像检测技术应用概况 138

7.2相位成像主要理论及其技术 140

7.2.1同轴定量相位成像 140

7.2.2离轴定量相位成像 141

7.2.3傅里叶变换光散射技术 143

7.3细胞相位成像仿真计算 144

7.3.1物光波的建立 145

7.3.2干涉图的记录 146

7.3.3相位的再现 147

7.4相位成像与光散射技术的关系 149

参考文献 151

第8章 光散射理论的重要应用技术 155

8.1流式细胞仪 155

8.1.1流式细胞术基本原理 155

8.1.2流式细胞仪基本结构 157

8.1.3流式细胞术的数据分析 158

8.1.4流式细胞仪的主要应用及发展 160

8.2激光粒度仪 164

8.2.1激光粒度仪原理 164

8.2.2激光粒度仪光学结构 165

8.2.3激光粒度仪的主要应用 168

8.3尿沉渣分析仪 170

8.3.1流式细胞术尿沉渣分析仪原理 171

8.3.2流式细胞术尿沉渣分析仪的结构 171

8.4其他光散射技术的应用 172

8.4.1蒸发光散射检测器 172

8.4.2拉曼散射及其应用 173

参考文献 175