模拟偏振敏感的散射过程

介质的属性（例如折射率、粒子尺寸和浓度等）决定了散射的平均自由程和概率角分布。散射模型改变光的传播方向，最终导致光线偏离入射光方向。散射介质会使入射光形成新的远场分布，在不考虑吸收效应的情况下，所有方向的散射光的强度与输入光相同。（本例中为了保证模型的有效性，散射活动必须相互独立）因此，散射造成光束强衰减是由于输入方向上光线根数的减少造成的。

发生散射时，光线的散射方向由相应的概率分布函数决定，该函数最终反映为散射的远场强度分布。这也意味着只要追迹足够多的光线，我们就可以得到较为准确的散射远场强度分布。其中该概率分布函数也称作相函数 (Phase Function)，常用的相函数包括Henyey-Greenstein相函数、米氏 (Mie) 相函数和Rayleigh相函数等。

偏振敏感的散射过程

通常来讲，相函数与入射光的偏振相关[2]。使用Henyey-Greenstein相函数可以快捷的模拟生物样本中的散射效应，但该函数不考虑入射光的偏振。在一些散射模拟中，我们需要使用更详细的物理模型，例如分析模拟入射光的偏振态对米氏散射的影响。本文附件中给出的MSP.DLL散射模型可以准确模拟米氏散射中的偏振效应（准确模拟每根光线的电场分布）。

在OpticStudio非序列下使用该散射模型需要先将MSP.DLL文件保存在Zemax根目录下DLL > BulkScatter文件夹中，您可以在非序列编辑器 > 物体属性 > 体散射(Bulk Physics) > DLL文件散射 (DLL defined scattering) 中调用MSP.DLL文件：

这里我们使用相函数图表来表示散射分布。下图给出了不同粒子尺寸（参数α）和不同偏振态（参数L，L=0表示随机偏振光，L=1表示线偏光）下的米氏散射示例。在下图中，光线沿Z轴发射，其偏振方向（无论是线偏振还是椭圆偏振）沿Y轴方向。包裹的表面表示各个方向上的散射概率。从图中可以看出，相函数及其表征的散射方向与入射光的偏振态L相关。