模拟偏振敏感的散射过程

该方法可以在体散射定义的平均自由程内以一定概率产生荧光。如果产生荧光需要更长的平均自由程（在产生荧光前的平均光程），则可通过降低前文定义的荧光产生概率来实现。在MSP.DLL中，您可以设置产生荧光的平均自由程短于散射的平均自由程。这可以通过输入 “Fluorescence mean free path（荧光平均自由程）” 来实现，该参数会决定荧光产生前（以前文定义的概率）光线传播的平均距离。该距离参数可以低于散射的平均自由程，但不能更高。

如果一根光线产生荧光，则其波长、传播方向和偏振态都会产生相应的变化。荧光的传播方向遵循各项同性的原则，其偏振态会设置为随机方向的线偏振光，并且光的初始相位为随机相位。在许多根光线平均叠加后，发射的荧光表现为非相干光。该特性只存在于产生荧光的时候。

如果光线发生体散射，则散射光线会计算新的平均自由程，通过材料属性和米氏散射的相函数可以计算得到新的传播方向，偏振态也会根据米氏理论更新。因此散射和荧光现象可以被同时模拟。我们可以利用这一特性模拟具有自荧光特性的散射样本，或穿过该介质的成像结果[1]。

小结

这篇文章讨论了OpticStudio非序列模式中体散射模型的偏振敏感性。本文提供的MSP.DLL散射模型可以考虑散射中偏振效应，并在文中列举了多个实例验证了模型的偏振敏感性。该模型还具备同时模拟米氏散射和荧光现象的能力。在模拟生物成像时，往往需要同时对成像系统以及散射（荧光）样本对光的散射作用进行建模，因此同时模拟荧光和散射以及考虑米氏散射的偏振特性是非常重要的。

参考资料

[1]  G. Carles, P. Zammit, and A. R. Harvey, “Holistic modeling of optical systems and photon transport in turbid media using a commercial ray-tracer,” in preparation.

[2]  H. C. van de Hulst, Light scattering by small particles (John Wiley & Sons, 1957).

[3]  W. J. Wiscombe, "Improved Mie scattering algorithms," Appl. Opt. 19, 1505-1509 (1980).