有核细胞Mie相函数的计算与分析  被引量:3

Numerical Calculation and Analysis of Mie Scattering Phase Function of Nucleated Cells

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作  者:卜敏[1] 胡双双 陆伟 金卫凤[2] 王亚伟[1] 

机构地区:[1]江苏大学理学院,江苏镇江212013 [2]江苏大学机械工程学院,江苏镇江212013

出  处:《中国激光》2017年第8期262-271,共10页Chinese Journal of Lasers

基  金:国家自然科学基金(11404145);江苏省博士后科研资助计划(1301148C);中国博士后科学基金(2014M550268)

摘  要:研究光在生物组织中的传输过程时需要更精确的散射相函数,这就需要研究细胞核对相函数的影响。基于几何散射逼近理论修正了单一分散系有核细胞的Mie相函数、不对称因子g和二阶参量γ;分析了有核细胞形态及光学参量对Mie相函数角分布和Airy峰数的影响;对g和γ随入射光波长、细胞尺寸、核质比和折射率的变化规律进行了数值模拟。结果表明:Mie相函数分布、Airy峰数、g和γ不仅与细胞的大小有关,而且与细胞核占比及折射率有关,不能忽略细胞内部光学结构的影响。与HG相函数相比,Mie相函数能够描述侧后向散射特征,更准确地计算g和γ,为研究细胞的免标记识别方法以及激光在生物组织中的传输特性提供了进一步的理论支持。Studying the transmission of light in biological tissues requires more accurate scattering phase function. It is necessary to study the effect of nucleus on the phase function. In this study, the Mie phase function, asymmetric factor g and second order parameter γ of monodisperse nucleated cells are modified based on the geometric scattering approximation theory, the effects of the morphological and optical parameters on the angular distribution of the Mie phase function and number of Airy peaks are analyzed. The variations of g and ?" with wavelength, cell size, nucleus ratio and refractive index are numerically simulated. The results show that the distribution of the Mie phase function, number of Airy peaks, g and )' are not only related to the cell size, but also to the nucleus proportion and refractive index. The effect of intracellular optical structure cannot be ignored. Compared with HG phase function, the Mie phase function can describe the side-backscattering characteristics and calculate g and γ more accurately. The Mie phase function provides further theoretical support for studying label free cell detection methods and transmission characteristics of laser in biological tissues.

关 键 词:生物光学 散射相函数 不对称因子 二阶参量 有核细胞 几何散射逼近 

分 类 号:O436.2[机械工程—光学工程]

 

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