第1章 概述 1
1.1 光学成像的动机 1
1.2 光在生物组织中的一般行为 2
1.3 光—物质相互作用的基本物理 3
1.4 吸收和它的生物学来源 5
1.5 散射及其生物学来源 7
1.6 偏振及其生物学来源 8
1.7 荧光及其生物学来源 9
1.8 图像的表征 10
习题 13
阅读 14
延伸阅读 14
第2章 单个散射体的瑞利理论和米氏理论 16
2.1 引言 16
2.2 瑞利理论简介 16
2.3 瑞利理论数值计算实例 18
2.4 米氏理论简介 19
2.5 米氏理论数值计算实例 20
附录2A 瑞利理论推导 24
附录2B 米氏理论推导 25
习题 32
阅读 32
延伸阅读 33
第3章 光子在生物组织中传输的蒙特卡罗模拟 34
3.1 引言 34
3.2 蒙特卡罗方法 34
3.3 问题的定义 35
3.4 光子的传播 36
3.5 物理量 45
3.6 计算实例 48
附录3A MCML简介 51
附录3B 概率密度函数 53
习题 54
阅读 55
延伸阅读 56
第4章 卷积求宽光束的响应 62
4.1 引言 62
4.2 卷积的一般表达式 62
4.3 与高斯光束的卷积 64
4.4 与顶帽光束的卷积 65
4.5 卷积的数值求解 66
4.6 计算实例 70
4.7 CONV简介 73
习题 74
阅读 75
延伸阅读 75
第5章 辐射传输方程和扩散理论 78
5.1 引言 78
5.2 物理量的定义 78
5.3 辐射传输方程的推导 80
5.4 扩散理论 82
5.5 边界条件 92
5.6 漫反射率 96
5.7 光子的传播方式 104
习题 105
阅读 107
延伸阅读 107
第6章 蒙特卡罗方法和扩散理论的混合模型 109
6.1 引言 109
6.2 问题的定义 109
6.3 扩散理论 110
6.4 混合模型 112
6.5 数值计算 113
6.6 计算实例 114
习题 121
阅读 122
延伸阅读 122
第7章 光学参数的测量和光谱学 125
7.1 引言 125
7.2 准直透射法 125
7.3 分光光度法 128
7.4 斜入射反射测量法 129
7.5 白光光谱测量法 132
7.6 时间分辨测量法 133
7.7 荧光光谱测量法 134
7.8 荧光建模 135
习题 136
阅读 136
延伸阅读 137
第8章 弹道光成像和显微术 142
8.1 引言 142
8.2 弹道光的特性 142
8.3 时间门成像 143
8.4 空间频率滤波成像 144
8.5 偏振差分成像 145
8.6 相干门全息成像 146
8.7 光外差成像 148
8.8 雷登变换和计算机断层成像 151
8.9 共聚焦显微术 152
8.10 双光子显微术 156
附录8A 全息术 158
习题 161
阅读 162
延伸阅读 163
第9章 光学相干层析成像 167
9.1 引言 167
9.2 迈克尔逊干涉仪 167
9.3 相干长度和相干时间 169
9.4 时域OCT（TD-OCT） 170
9.5 傅里叶域快速扫描光学延迟线 180
9.6 傅里叶域OCT（FD-OCT） 181
9.7 多普勒OCT 188
9.8 群速度色散 189
9.9 OCT的蒙特卡罗模拟 192
习题 195
阅读 196
延伸阅读 197
第10章 穆勒光学相干层析成像 202
10.1 引言 202
10.2 穆勒计算与琼斯计算 202
10.3 偏振态 203
10.4 斯托克斯矢量 205
10.5 穆勒矩阵 207
10.6 旋光器、偏振器和相位延迟器的穆勒矩阵 207
10.7 穆勒矩阵的测量 209
10.8 琼斯矢量 211
10.9 琼斯矩阵 212
10.10 旋光器、偏振器和相位延迟器的琼斯矩阵 212
10.11 琼斯矩阵的本征矢量和本征值 213
10.12 琼斯计算到穆勒计算的转换 216
10.13 OCT中的偏振度 217
10.14 串行穆勒OCT 217
10.15 并行穆勒OCT 218
习题 222
阅读 223
延伸阅读 224
第11章 扩散光学层析成像 229
11.1 引言 229
11.2 扩散光学层析成像的模式 229
11.3 时域系统 230
11.4 直流系统 232
11.5 频域系统 233
11.6 频域理论：基础知识 235
11.7 频域理论：线性图像重建 240
11.8 频域理论：一般图像重建 246
附录11A ART和SIRT 251
习题 253
阅读 255
延伸阅读 255
第12章 光声层析成像 260
12.1 引言 260
12.2 光声层析成像的动机 260
12.3 初始光声压 261
12.4 一般光声方程 263
12.5 一般正向解 264
12.6 δ脉冲激发平板 268
12.7 δ脉冲激发球体 273
12.8 有限时间脉冲激发薄平板 278
12.9 有限时间脉冲激发小球体 279
12.10 暗场共聚焦光声显微术 279
12.11 合成孔径图像重建 282
12.12 一般图像重建 284
附录12A 声波方程的推导 288
附录12B 格林函数法 290
习题 291
阅读 292
延伸阅读 293
第13章 超声调制光学层析成像 297
13.1 引言 297
13.2 相干光的超声调制机制 297
13.3 时间分辨的扫频UOT 299
13.4 并行散斑探测式扫频UOT 302
13.5 超声调制的虚拟光源 304
13.6 基于重建的UOT 305
13.7 法布里—珀罗干涉式UOT 307
习题 311
阅读 312
延伸阅读 312
附录A 光学参数的定义 317
附录B 书中用到的缩略词 319