鼻咽癌细胞后向偏振散射光谱研究

基于偏振门技术建立了一套后向偏振散射光谱测量系统。在系统中,入射光被调制成线偏振光,聚焦于样品表面,测量后向散射光中平行和垂直分量的差分光谱,再由测量值计算出偏振度光谱。并将该系统初步应用于区别不同时期的鼻咽癌细胞。结果表明:常规的光谱技术很难分辩出癌变过程中不同时期的鼻咽癌细胞,而后向偏振散射光谱术可以探测到显著差异。这可能为鼻咽癌的检测与研究提供一种新手段。     

偏振光与偏振器件的矩阵分析

讨论了光的偏振态的矩阵表示和偏振器件的矩阵表示方法以及它们的应用。利用坐标变换关系，能快捷地求出偏振器件的琼斯矩阵；而当偏振光依次通过几个偏振器件时，只要连续应用矩阵相乘，就可以方便地求出透射光的偏振状态。矩阵表示法对于讨论偏振光偏振态的变化非常快捷方便。     

基于米勒矩阵的水下成像技术

探究在浑浊介质中利用物体的米勒矩阵进行目标识别的技术。米勒矩阵的16个矩阵元可以完整的描述物体的偏振信息,基于各物体不同的偏振特性,不同物体有不同的米勒矩阵。可以以物体退偏特性因子或其中一米勒矩阵元作为灰度值得到一幅图像,利用图像的均值、标准差、信息熵和方差对图像进行评价。实验结果表明这种方法能够较大提高成像质量。     

偏振光在散射介质中的传播与成像

偏振光在散射介质中传播的过程中其时间、空间、方向、相干性和偏振等物理指标的变化规律，是强散射介质光学成像研究的基本问题，对发展生物医学光学新技术和新应用具有重要意义．从偏振光散射与传播基本过程出发，利用Monte Carlo方法，模拟偏振光子在强散射介质中传播的统计规律，并结合仿体和生物组织样品的实验，分析介质中散射粒子的形状、空间取向、组成和空间分布等因素对偏振光子传播和成像的影响；比较了在光路中采用角度、空间和偏振等门控技术之后对散射光子的抑止作用，以及对成像质量的改善。     

利用Jones矩阵研究偏振光经过1/2波片后偏振态的变化

利用Jones矩阵研究偏振光通过1/2波片后偏振态的变化,计算了线偏振光、圆偏振光以及椭圆偏振光通过1/2波片后的偏振态.计算结果表明,线偏振光经过1/2波片后仍为线偏振光,只是振动方向相对于波片光轴和原振动方向对称;圆偏振光和椭圆偏振光的出射光仍分别为圆偏振光和椭圆偏振光,只是旋性相反.     

矩阵光学中的琼斯矩阵方法与其在偏振光中的应用

分析和探讨了线偏振光、椭圆(圆)偏振光和常用起偏方法与偏振光学器件以及矩阵光学中的琼斯矩阵方法,结合一些实例的计算与分析,探讨了偏振光的叠加与合成和偏振光通过组合偏振光学器件后出射光的偏振态,进一步分析和探讨了琼斯矩阵在偏振光中的应用.     

偏振光经过1/4波片后偏振态的变化

利用Jones矩阵研究偏振光通过1/4波片后偏振态的变化,主要计算线偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光通过1/4波片后偏振态的变化.计算结果表明,入射线偏振光的偏振方向与波片快(慢)轴一致时,出射光仍为线偏振光;偏振方向与波片快(慢)轴成π/4角时,出射光为圆偏振光;偏振方向与波片快(慢)轴成任意角时,出射光为椭圆偏振光;而入射椭圆偏振光的椭圆主轴与波片快(慢)轴一致时,出射光为线偏振光;椭圆主轴与波片快(慢)轴成任意角时,仍为椭圆偏振光;若入射光为圆偏振光,则出射光为线偏振光.     

随机分布群粒子侧向散射特性Muller-Stokes算法的描述

该文用矩阵元素表示偏振激光束入射时与入射方向垂直的平面上散射光的偏振特征,介绍了使用Muller-Stokes算法来研究随机分布群粒子场侧向散射光性质的方法.用此算法对实验得到的数据进行计算得到的结果表明,散射光强的分布是呈轴对称的,散射光各种偏振特性的变化及用于表示各种特性的矩阵元素主要决定于散射粒子的大小.另外,散射系数亦随粒子直径的变化而变化.     

单模光纤的偏振模色散及其补偿方法

在单个波长通道的传输速率高于10Gbit/s的超高速光纤传输系统中,偏振模色散极大地限制了整个通信系统的通信容量,必须加以控制和补偿。先对偏振模色散的产生机理、统计分布规律进行了分析、讨论,接着介绍了在光纤线路中测量偏振模色散的后向散射光测试法及其测量原理,并从琼斯矩阵（偏振态传输函数矩阵）出发,通过分析其泰勒展开式,分别推导出可补偿一阶和二阶偏振模色散的均衡器所需满足的条件,并给出了原理框图。     

角向偏振光束大数值孔径透镜聚焦的偏振开关现象

利用Richards-Wolf矢量衍射积分模型,推导双环角向偏振光束经过环状高数值孔径透镜聚焦后聚焦区域的偏振特性,并用数值计算分析各相关参数的取值变化对焦面光斑的偏振分布的影响.研究表明:双环角向偏振光束经过环状高数值孔径透镜聚焦以后,其光斑内环的偏振方向发生改变;通过控制各相关参数的取值,可以控制聚焦光斑的偏振分布,形成一种可控的偏振开关.     

扭转椭圆双折射光纤的Mueller矩阵

导出由光纤双折射参数、扭转速率表达的扭转椭圆双折射光纤的Mueller矩阵。Mueller矩阵具有实二重简并的本征值１，求得对应的本征矢即扭转椭圆双折射光纤本征偏振态的Ｓtokes矢量。偏振方向沿光纤特征方向的线偏振光输入，将得到偏振方向不同的线偏振光输出。还讨论了扭转椭圆双折射光纤的椭圆偏振器等效等问题。     

偏振光器件作用效果的Poincare球表示

为更加形象直观地描述全偏光通过偏振光器件后的变换规律,以表示全偏光的Stokes矢量和表示偏振光器件的Mueller矩阵为基础,推导出了入射全偏光分别通过线偏器、旋光器和延迟器（波片）后的Stokes矢量,通过比较入射光偏振态和出射光偏振态在Poincare球上的位置关系,分析了前后偏振态的变换规律,结合数学表示和几何表示在Poincare球上清晰明确地表示出了偏振光器件的作用效果.     

光偏振态变换的群论描述:变换矩阵与群论的对应关系

讨论了无耗和部分损耗偏振光系统的3种计算方法--Jones矩阵、Mueller矩阵和Poincaré球与二维特殊酉SU(2)群、三维实特殊转动正交SO(3)群之间的对应关系,建立了二向色性或圆二向色性与Lorentz变换群之间的对应关系,说明了可用群论作为偏振光计算的基础.     

生物组织对偏振光背向散射Mueller矩阵的分布

用Stokes矢量描述光的偏振状态,光学器件对光的作用,用相应的Mueller矩阵表示,根据散射介质的对称性,从理论上推导出了生物组织背向散射Mueller矩阵的分布,对球形粒子组成的散射介质,画出了各Mueller矩阵元随方位角的分布图,与相应的实验结果进行了比较,结果表明,由球形散射粒子组成的不同粒子直径、不同浓度的散射介质,其背向散射Mueller矩阵的分布花样具有相似性,要区分各散射介质中散射粒子的大小、浓度等特征,必须细致的研究散射介质背向散射Mueller矩阵分布花样强度随径向的变化.     

Towards skin polarization characterization using polarimetric technique

Measurement of optical properties of skin is an expanding and growing field of research. Recent studies have shown that the biological tissue, especially skin, changes the polarization state of the incident light. Using this property will enable the study of abnormalities and diseases that alter not only the light intensity but also its polarization state. In this paper we report an experimental study for measuring changes of polarization state of the light scattered from a phantom similar to a sample model of scattering skin. Using the notation of Stokes vector for the polarized light and Mueller matrix for the sample with its polarization properties, we have shown that some elements of the matrix were particularly sensitive to the changes of the polarization-altering physical properties of the scatterers within the phantom.     

基于偏振成像的乳腺癌病理切片检测方法

生物组织具有与其结构和功能相关的固有光学特性,偏振成像技术能够根据组织正常和恶性变化之间的微观结构差异,表现出不同的偏振特性,从而实现两者区分。本研究设计了一套采集组织背向散射光Mueller矩阵的自动成像系统,对两种常见的乳腺癌病理组织切片分别进行Mueller矩阵成像实验,并对所得到的Mueller矩阵图像数据采用Mueller矩阵分解方法,分别提取出样本Mueller矩阵中具有清晰物理意义的参数图像。实验结果表明,相应的Mueller矩阵分解参数图像可以区分癌变组织和非癌变组织。这为乳腺癌的快速病理诊断提供了一种新的思路。     

双λ/4波片复合的特性分析

为了得出双λ/4波片复合后的综合偏振特性,利用Stokes矢量和Muller矩阵从理论上分析了线偏振光通过双λ/4波片后出射光的偏振态.结果表明：调整第一只λ/4波片快轴与入射线偏振光光矢量的夹角以及两只λ/4波片快轴之夹角,可以获得不同的偏振态,即：出射光可为线偏振光、圆偏振光或椭圆偏振光,且各夹角不同,出射光的态势及旋性就不同,调整其中某个角度,能够实现偏振光状态的转换.     

偏振奇偶相干态中光场的偏振特性

利用量子光学中表示量子化光场偏振特性的Stokes算符,讨论了偏振奇偶相干态的偏振特性,研究了在此光场中Stokes参量的涨落及其压缩特性和光场的偏振度.结果表明,在适当的参量与较小的光强下,光场的Stokes参量将出现压缩.随着光强增强,压缩减弱.由于光场的量子化,偏振度永远小于1,且与光强有关.即在量子光学中,不存在完全偏振光,只有在很强的光下,才接近于完全偏振光.     

典型粗糙表面的退偏振特性实验研究

为讨论典型粗糙表面对P偏振入射光的退偏振能力,运用斯托克斯矢量-密勒矩阵方法描述光波偏振态的变换过程。在P偏振入射光的情形下,推导了典型粗糙表面密勒矩阵中各元素测量的理论模型。根据理论模型,通过实验测定了不同标准典型粗糙度表面和典型目标表面密勒矩阵的M11/M00值,结果表明:随着表面粗糙程度的增大,M11/M00值逐渐减小;金属目标的M11/M00值高于0.61,迷彩布、木板和水泥板等目标的值低于0.3,金属目标和其他目标对P偏振光的退偏振特性存在显著差异。