（机械电子工程专业论文）monte+carlo模拟研究偏振光在各种介质中的传播及光学相干断层成像.pdf

1i一 1 _ 一 学位论文数据集 | i f f i f | i i i i i | | | i | i i i | i l j f f y 18 7 7 310 中图分类号t n 2 学科分类号4 6 0 4 0 3 5 论文编号 1 0 0 1 0 2 0 l l o o l 3 6 3 密 级 公开 学位授予单位代码 1 0 0 1 0 学位授予单位名称 北京化工大学 作者姓名 刘耀琴 学号 2 0 0 8 0 0 1 3 6 7 获学位专业名称 机械电子工程 获学位专业代码0 8 0 2 0 2 课题来源 北京市自然科学基金 研究方向 光机电一体化 论文题目 m o n t ec a r l o 法模拟研究偏振光在各种介质中的传播及光学相干断层 成像 关键词 m o n t ec a r l o 法，s t o k e s 矢量，m u e l l e r 矩阵，偏振度，o c t 系统，折 射率 论文答辩日期2 0 1 1 0 5 2 3 论文类型 基础研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名 职称 工作单位 学科专长 指导教师 冯音琦 副教授 北京石油化工学院 光电子技术 评阅人1 吴柳 教授北京交通大学 光信息处理 评阅人2 高德文副教授 北京石油化工学院 光电子技术 评阅人3 评阅人4 评阅人5 撇员蝴 王奎升教授 北京化工大学 机电一体化 答辩委员1 车俊铁教授 北京石油化工学院 机械设计及理论 答辩委员2 俞建荣教授 北京石油化工学院 焊接自动化 答辩委员3 刘录教授 北京石油化工学院 流体密封技术 答辩委员4 曹建树副教授 北京石油化工学院 机电一体化 答辩委员5 注：一论文类型：1 基础研究2 应用研究3 开发研究4 其它 二中图分类号在中国图书资料分类法查询。 三- 学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b t1 3 7 4 5 9 ) ( ( 学科分类与代码中 查询 四论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。 。卜0一iq 扎， 葛 、 摘要 m o n t ec a r l o 法模拟研究偏振光在各种介质中的传播及 光学相干断层成像 摘要 光学相干断层成像技术是近年来发展起来的无损、高分辨率的光学检 测技术，光在系统中的传输过程和现象以及其应用研究对光学相干断层成 像技术的发展有着重要作用，而模拟研究可提高对光在介质中传输的认 识，为光检测技术提供理论依据。本论文应用m o n t ec a r l o 法模拟研究了 偏振光在混沌介质中的传输和进行光学相干断层成像方面的有关研究。 在m o n t ec a r l o 法模拟研究偏振光在混沌介质中的传输领域，根据 s t o k e s m u e l l e r 关系，并考虑混沌介质的折射率、透射率、吸收系数、反 射系数和各向异性因子等光学特性，建立了跟踪偏振光子在各向同性介质 和具有双折射特性的介质中散射时其偏振态和方位的物理模型，此模型可 给出偏振光在介质中发生散射时其光子的偏振态、散射角和方位坐标。设 计编写了基于此物理模型的应用m o n t ec a r l o 法模拟偏振光在各向同性介 质和具有双折射特性中传输的c 语言程序，对不同偏振态的光入射到各 向同性介质和双折射介质中的光传输进行了模拟，模拟获得从介质返回的 背向散射光的s t o k e s 矢量各分量的强度，用编写的m a t l a b 程序处理这些 s t o k e s 矢量各分量的强度数据，分别研究了各向同性介质和双折射介质的 m u e l l e r 矩阵元素特性，同时还探讨了不同偏振光分别入射到各向同性介 质和双折射介质时，所得到的背向散射光的偏振度特性。 在光学相干断层成像( o c t ) 的有关研究领域，一方面，应用传统o c t 技术，提出一种用光学相干断层成像系统获得的图像测量样品折射率的方 法，通过分析光程匹配原理，给出o c t 图像法测量样品折射率的原理及 过程，并以玻璃载波片和黄瓜组织为样品开展一系列相关的折射率测量实 i，l 验，对实验测量结果进行了分析。此外为了以后模拟宽场0 c t 系统的目 的，初步研究了用m o n t ec a r l o 法模拟传统o c t 系统的探测信号，编写相 应的模拟程序，对一定条件下的传统o c t 系统的探测信号进行模拟，给 出了初步模拟结果。另一方面，应用宽场o c t 技术，用宽场白光作为o c t 系统的光源，实验研究了宽场o c t 系统对样品的表面进行了单色和彩色 重建成像以及用红色宽场光对样品进行纵向扫描获得其断层结构图像等 问题，并根据相关的实验结果探讨了影响宽场0 c t 系统横向分辨率和纵 向分辨率的因素。 关键词：m o n t ec a r l o 法，s t o k e s 矢量，m u e l l e r 矩阵，偏振度，o c t 系统， 折射率 i i j、j， 摘要 s i m u l a t i o ns t u d yo np o l a r i z e dl i g h tt r a n s p o r t i nd i f f e r e n t 咂d i aw i t hm o n t ec a r l om e t h o da n d o p t i c a lc o h e r e n c et o m o g r a p h y a bs t r a c t o p t i c a lc o h e r e n c et o m o 伊a p h yi s an o n d e s t n 虬t i v ea n dh i 曲一r e s o l u t i o n o p t i c a lm e a s u r i n gt e c h n o l o g yd e v e l o p e di nr e c e n ty e a r s t h ep r o c e s s e sa n d p h e n o m e n ao fl i g h tt r a n s p o r t a t i o ni nm e d i aa n dt h e i r 印p l i c a t i o n sm a yp l a ya n i m p o r t a n t r o l ef o r t h e d e v e l o p m e n t o f o p t i c a l c o h e r e n c e t o m o g r a p h y t e c h n o l o g i e s t h es i m u l a t i o ns t u d yc o u l di m p r o v et h eu n d e r s t a n d i n go fl i g h t t r a n s p o r t a t i o n i nm e d i aa n dp r o v i d e t h e o 巧 b a s e sf o r l i g h t d e t e c t i o n t e c l l n o l o g y i nt h i sp a p e rp o l a r i z e d1 i g h tt r a n s p o r t a t i o n si nd i f f e r e n tm e d i a a r e s i m u l a t e da n di n v e s t i g a t e dw i t ham o m ec a r l om e t h o da n ds o m er e s e a r c ho n o p t i c a lc o h e r e n c et o m o g r a p h ya r ec a r r i e do u t i nt h ea r e ao fm o n t ec a r l os i m u l a t i o no fp o l a r i z e dl i g h tt r a n s p o r t a t i o ni n t u r b i dm e d i a ，ap h y s i c a lm o d e lo ft r a c k i n gp o l a r i z e ds t a t e sa n dp h o t o n p o s i t i o n s i se s t a b l i s h e dw h e np o l a r i z e d l i g h t s t r a v e li n i s o t r o p i c a n d b i r e 衔n g e n c em e d i a ，r e s p e c t i v e l y ，u s i n g s t o k e s m u e l l e rf l o n n u l aa n d c o n s i d e r i n gm e d i a so p t i c a lp r o p e n i e s ，s u c ha sr e 行a c t i v ei n d e x ，t r a n s m i s s i o n r a t e ，a b s o 印t i o nc o e 伍c i e n t ，r e f l e c t i o nc o e 衢c i e n ta n da n i s o t r o p yf k t o re t c w h e n p o l a r i z e dp h o t o n st r a v e l i nm e s em e d i a ，t h e i rp o l a r i z e ds t a t e s ，s c a t t e r i n g a n g l e sa n da z i m u t hc o o r d i n a t e sa r eo b t a i n e di nt h em o d e l i no r d e rt os i m u l a t e p o l a r i z e dl i 曲tt r a n s p o r t a t i o ni ni s o t r o p i ca n db i r e 衔n g e n c em e d i a ，cl a n g u a g e p r o g r a m sb a s eo nt h em o d e lw i t ham o n t ec a r l om e t h o da r ed e s i g n e da n d c o m p i l e d w h e ni n c i d e n c e so fl i g h t sa r ei nd i f f e r e mp o l 撕z a t i o ns t a t e s ，l i g h t t r a n s p o r t a t i o n s i n i s o t r o p i c a n d b i r e 行i n g e n c em e d i a ，r e s p e c t i v e l y ， a r e s i m u l a t e d i n t e n s i t i e so fs t o k e sv e c t o r se l e m e n t so ft h eb a c k s c a t t e r i n gl i g h t s 仔o mt h e s em e d i aa r ea c h i e v e d t h e s es t o k e sv e c t o r se l e m e n t si n t e n s i t ) ，d a t a 1 1 1 a r ep r o c e s s e dw i t hm a t l a bp r o 伊a m s t h ec h a r a c t e r i s t i c so fm u e l l e rm a t r i x e l e m e n t sf o ri s o t r o p i ca n db i r e 疗i n g e n c em e d i aa r ea n a l y z e d a tt h es 锄e t i m e ， t h ed e g r e e so fp o l a r i z a t i o nf o rt h eb a c k s c a t t e r i n gl i 曲t sa r ei n v e s t i g a t e dw h i l e i n c i d e n c e so fl i g h ta r ed i f i f e r e n tp o l a r i z e dl i g h t s i nt h ea r e ao fm es t u d i e so no p t i c a lc o h e r e n c et o m o g r a p h y ( 0 c t ) ，o nt h e o n eh a n d ，u s i n gt 1 1 et r a d i t i o n a lo c t t e c h n o l o g y ，am e t h o do fm e a s u r i n ga s a m p l e sr e 厅a c t i v ei n d e xu s i n gt h ei m a g e so b t a i n e db ya0 c ts y s t e mi s p r e s e n t e d b ya n a l y z i n gt h ep r i n c i p l eo ft h eo p t i c a lp a t hm a t c h i n g ，t h et h e o 拶 o fm e a s u r i n gt h er e 仔a c t i v ei n d e xo fas 锄p l eu s i n g0 c ti m a g e sa n di t s p r o c e s sa r eg i v e n e x p 耐m e n t sw i t hg l a s ss l i d e s a n dc u c u m b e rt i s s u ea s s a m p l e sa r ec a r r i e d a n dt h em e a s u r e m e n tr e s u l t sa r ea n a l y z e d i na d d i t i o n ， f o rt h ep u 叩o s eo fs i m u i a t i o nt h ew i d e f i e l do c t ( 下o c t ) s y s t e m ，t h e d e t e c t i o ns i g n a lo ft r a d i t i o n a lo c ts y s t e mi ss i m u l a t e dw i t hm o n t ec a r l o m e t h o d ，a n dt h ec o r r e s p o n d i n gp r o g r a mo fs i m u l a t i o ni sc o m p i l e d u s i n gt h i s p r o g r a m ，t h ed e t e c t i o ns i g n a lo ft r a d i t i o n a lo c to fc e r t a i nc o n d i t i o n s i s s i m u l a t e d ，a n dt h es i m u l a t i o nr e s u l t sa r ep r o v i d e d 0 nt h eo t h e rh a n d ，u s i n g w r f o c tt e c h n o l o g y ，w h o s el i g h ts o u r c er a d i a t e sw i d ef i e l dw h i t el i g h t ，t h e s 锄p l e s s u r f a c e i sr e c o n s t m c t e dw i t hm o n o c h r o m ea n dc o l o rl i g h t s t h e s a m p l e s s t r a t u m ss t n j c t u r e sa r er e c o n s t m c t e dt h r o u g hv e r t i c a ls c a n n i n gw i t h r e dw i d e f i e l dl i g h t a c c o r d i n gt or e l a t e de x p e r i m e n t a lr e s u l t s ，t h ef a c t o r st h a t i n n u e n c et h et r a n s v e r s ea n dv e r t i c a lr e s o l u t i o no f 下o c ts y s t e ma r e d j s c l 】s s e d k e yw o r d s ：m o m ec a r l om e t h o d ，s t o k e sv r e c t o r ，m e d i u m ，m u e l l e rm a t r i x ， d e g r e eo fp o l a r i z a t i o n ，o c ts y s t e m ，r e 行a c t i v ei n d e x i v 目录 目录 r ” 第一章引言l 1 1 用m o m ec a r l o 法模拟偏振光在介质中传输的历史及现状l 1 1 1 三种形式的m o n t ec a r l o 法1 1 1 2 提高m o n t ec a r l o 法模拟速率的进展3 1 2o c t 模拟及应用方面的进展4 1 3 课题研究的意义与主要研究内容5 1 3 。l 课题研究意义5 1 3 2 课题主要研究内容6 im o n t ec a r l o 法模拟偏振光在介质中的传输7 第二章偏振光跟踪的物理模型8 2 1 偏振光与介质的物理模型8 2 1 1s t o k e s m u e l l e r 公式_ 8 2 1 2 介质的m u e l l e r 矩阵元素9 2 。2 建立偏振光子跟踪模型1o 2 2 1 偏振光子在介质中的单次散射1 0 2 2 2 偏振光子在介质中的多次散射13 2 。2 3 偏振光子在双折射介质中的散射15 第三章偏振光的跟踪模拟程序1 8 3 1m o n t ec a r l o 法模拟过程18 。 3 1 1 随机变量的选取18 3 1 2 光子传输的规则_ l9 3 2 跟踪偏振光子程序p m c s o 2 0 3 2 1p m c s 主程序2 2 3 2 2p m c s 子程序2 3 3 2 3p m c s 程序的输入输出文件2 5 3 2 4p m c s 程序的测试2 6 第四章介质背向散射光的模拟结果及分析2 7 4 1 介质的m u e l l e r 矩阵及分析2 7 4 1 1 各向同性介质的m u e l l e r 矩阵及分析2 8 4 1 2 双折射介质的m u e l l e r 矩阵3l 4 2 介质背向散射光的偏振度3 5 4 2 1 各向同性介质背向散射光的偏振度3 5 4 2 2 双折射介质背向散射光的偏振度3 6 4 2 3 两种介质背向散射光的偏振度的对比3 7 i i 光学相干断层成像方面的有关研究4 0 v _ 第五章传统o c t 图像法测量样品折射率4 1 5 1 传统0 c t 测量折射率原理4 l 5 1 1 传统o c t 系统原理4 1 5 1 2 光程匹配原理4 2 5 1 3o c t 图像法测折射率原理一4 2 5 2o c t 图像法测样品折射率实验4 3 5 2 1 实验方案4 4 5 2 2 实验研究内容与研究结果4 5 5 2 3 实验分析与讨论4 8 第六章宽场光学相干断层成像系统的研究5 0 6 1 宽场光学相干断层成像系统的原理5 0 6 2 宽场光学相干断层成像的实验研究5 3 6 2 1 样品层析结构的实验研究5 3 6 2 。2 宽场光学相干断层系统的性能研究5 7 第七章m o n t ec a r l o 法模拟传统o c t 系统的相干信号5 9 7 1 裸光型o c t 系统的原理及物理模型5 9 7 1 1 裸光型o c t 系统的原理5 9 7 1 2 裸光型o c t 系统相干信号物理模型6 0 7 2 传统o c t 系统的相干信号模拟结果及分析6 2 7 2 1 模拟程序m c s o 的设计6 2 7 2 2 模拟结果及分析6 3 第八章总结。6 5 参考文献6 7 附录7 l 致谢：。7 l 研究成果及发表的学术论文7 7 作者及导师简介7 8 v i 目录 c o n t e n t s c h a p t e rli n t r o d u c t i o n 1 1 1t h ed e v e l o p m e n th i s t o wa n dp r e s e n ts t a t u so fs i m u l a t i o no fp o l 撕z e dl i g h t t r a i l s p o r t a t i o ni nm e d i aw i t hm o n t ec a r l om e t h o d 1 1 1 1t h r e ed i 仃e r e n tm o n t ec a r l om e t h o d s l 1 1 2t h e p r o g r e s so f i m p r o v i n gm er a t eo f m o n t ec a r l os i m u l a t i o n 3 1 27 r i l ep r o g r e s so fs i m u l a t i o na 1 1 da p p l i c a t i o no fo c t t e c h n o l o g y 4 1 3s i g n i f i c a n c ea n dm a i nc o n t e n t so f o u rr e s e a r c ht a s k 5 1 3 1r e s e a r c hs i g n i f i c a n c e 5 1 3 2m a i nc o n t e n t s 6 p a r tis i m u l a t i o no fp o i a r i z e dl i g h tt r a n s p o r t a t i o ni nm e d i aw i t hm o n t e c a r l om e t h o d 7 c h a p t e r 2p h y s i c a im o d e lo ft r a c l i n gp o l a r i z e di i g h t 8 2 1p h y s i c a lm o d e l so f p o l a r i z e dl i g l l ta n dm e d i a 8 2 1 1s t o k e s m u e l l e rf o n n u l a 8 2 1 2m u e u e rm 撕xe l e m e n t so fm e d i a 9 2 2m o d e l i n go f t r a c k i n gp o l a r i z e dp h o t o n s 1 0 2 2 1s i n g l es i m e r i n go fp o l a r i z e dp h o t o n si nt h em e d i a lo 2 2 2s c a t t e r i n go fp o l a 矗z e dp h o t o n si nb i r e f i n g e n c em e d i 啪13 2 2 3s ca t t e r i n go fp o l a r i z e dp h o t o n si nb i r e 衔n g e n c em e d i 眦15 c h a p t e r 3s i m u l a t i o np r o g r a mo ft r a c l i n gp o l a r i z e dp h o t o n s 18 3 1s i m u l a t i o nd r o c e s s 、讥t hm o m ec a r l om e t h o d 18 3 1 1s 锄p l i n gr a n d o mv a r i a b l e s 18 3 1 2r u l e sf i o rp h o t o nt r a n s p o r l a t i o n 1 9 3 2p r o g r 锄p m c so ft k 比k i n 2p o l a r i z e dp h o t o n s 2 0 3 2 1m a i np r o g r 锄f i l eo fp m c s 2 2 3 2 2s u b p r o 口锄f i l e so f p m c s 2 3 3 2 3i n p u ta i l do m p u tf i l eo fp m c s 2 5 3 2 4a c c u r a c yt e s t i n go fp m c s 2 6 c h a p t e r 4s i m u i a t i o nr e s u l t sa n da n a l y s e so fb a c i 娼c a t t e r i n gi i g h ti n m e d i a 2 7 4 1r e s u l t so f m u e l l e rm 撕xi nm e d i aa r l da n a l v s e s 2 7 4 1 1r e s u l t so fm u e u e rm 枷xi na ni s o n o p i cm e d i u ma 1 1 da n a l y s e s 2 8 4 。1 2r - e s u l t so f m u e l l e rm a t r i xi nab i r e 行i n g e n c em e d i u m 3 l 4 2 i e g r e eo f p o l a r i z a t i o no f b a c k s c 吡e r i n gl i g h ti nm e d i a 3 5 4 2 1d e g r e e so f p o l a r i z a t i o no f b a c k s c a t t e r i n gl i g h ti na i li s o t r o p i cm e d i u m 3 5 4 2 2d e g r e e so fp o l a r i z a t i o no fb a c k s c a t t e r i n gl i g h ti nab i r e f r i n g e n c em e d i u i n 3 6 4 2 3c o m p a r i n gd e g r e e so fp o l 撕z a t i o no fb a c k s c a t t e r i n gl i g h ti nm e d i a 3 7 p a r t s o m ei n v e s t i g a t i o no no p t i c a lc o h e r e n c et o m o g r a p h y 4 0 v i i -ir_-i c h a p t e r 5m e a s u r i n g s a m p l e s r e f r a c t i v ei n d i c e sw i t ht r a d i t i o n a l i m a g e s 5 1p r i n c i p l eo fm e a s u r i n gr e 矗a c t i v ei n d e xw i t ht r a d i t i o n a l 5 1 1p r i n c i p l eo f t r a d i t i o n a lo c ts y s t e m 5 1 2p r i n c i p l eo fo p t i c a lp a t hm a t c h i n g 5 1 3p r i n c i p l eo fm e a s u r i n gr e 胁c t i v ei n d i c e sw i t ho c t i m a g e s 4 2 5 2e x p e r i m e n t so fm e a s u r i n gs 锄p l e sr e f a c t i v ei n d i c e s 谢t 1 1o c t i m a g e s 4 3 5 2 1e x p e r i m e n t a ls c h e m e 4 4 5 2 2e x p e r i m e n t a lc o n t e n t sa n dr e s u l t s 4 5 5 2 3e x p e r i m e n t a la 1 1 a l y s i sa 1 1 dd i s c u s s i o n 4 8 c h a p t e r 6i n v e s t i g a t i o no naw i d e6 e i do c t s y s t e m 5 0 6 1p r i n c i p l eo f 、i d ef i e l do c t s y s t e m 5 0 6 2e x p e r i m e n t so f w i d ef i e l d0 c t s y s t e m 5 3 6 2 1e x p e r i m e m so fs a j l l p l e s c h r o m a t o g r a p h ys t m c t u r e s 5 3 6 2 2s t u d yo np r o p e r t i e so f t h ew i d ef i e l d0 c t s y s t e m 5 7 c h a p t e r7s i m u l a t i o no fc o h e r e n ts i g n a l si nan a k e dl i g h to c ts y s t e m w i t hm o n t ec a r i om e t h o d 5 9 7 1p r i n c i p l ea n dp h v s i c a lm o d e lo f an a k e dl i g h to c ts y s t e m 5 9 7 1 1p r i n c i p l eo f n a k e dl i g h to c ts v s t e m 5 9 7 1 2p h v s i c a lm o d e lo fan a k e dl i g h to c ts v s t e m 6 0 7 2s i m u l a t i o nr e s u l t so fc o h e r e n ts i g n a l so fat r a d i t i o n a lo c ts y s t e ma n da n a l y s e s 6 2 7 2 1s i m u l a t i o np r o g r a mm c s 0 6 2 7 2 2s i m u l a t i o nr e s u l t sa n da n a i v s e s 6 3 c h a p t e r8s u m m a r i z a t i o n 6 5 r e f e r e n c e s 6 7 a p p e n d i x 7 1 a c k n o w l e d g m e n t s 7 6 r e s e a r c ha c h i e v e m e n t sa n dp u b l i s h e dp a p e r s 7 7 b r i e fi n t r o d u c t i o no fa u t h o ra n di e a d i n gt e a c h e r 7 8 v i 具有无损、高分辨率等优点的新型光学检测技术，它通过探测从样品中返回的背向散 射光与系统参考臂上反光镜所反射光的相干光，实现对样品进行检测。研究光在各种 介质中的传输过程和现象对o c t 技术的改进和发展起到至关重要的作用。通过模拟 方法来提高对光在介质中传输的认识已得到了学者的广泛认可，其中用m o n t ec a r l o 法模拟更被视为“金标准”。 本章首先介绍m o n t ec 砌。法模拟偏振光在介质中传输的历史及现状，然后综述 m o n t ec 砌。法模拟o c t 系统的进展，最后给出本论文的研究内容。 1 1 用m o n t ec a r l o 法模拟偏振光在介质中传输的历史及现状 利用光波的偏振特性成为提高光学检测技术的一个重要突破口，如通过偏振图像 检测人体浅表皮肤组织的病变与否【2 】，偏振检测技术中偏振光在介质中传输逐渐成为 国际研究领域的热门之一。通过m o n t ec a r l o 法模拟光特别是偏振光在介质( 如生物 组织、大气、海洋和化学溶液等) 的传输进而研究介质的光学特性得到了国内外学者 们广泛的关注，纷纷展开用m o n t ec 砌。法模拟偏振光在介质中传输【孓9 】的研究。为使 模拟过程更简洁和高效，采用了不同形式的m o n t ec 矾。法进行模拟研究。 l 。1 1 三种形式的m o n t ec 妇。法 自从k a t t a w a r 和p 1 a s s 【1 0 】用m o n t ec 训。法对偏振光在雾和云中的散射进行模拟 之后，许多科研小组展开了m o n t ec 砌。法模拟偏振光在混沌介质中的传输【4 母】的研究。 y u n 等u l 】模拟了偏振光在以球型粒子和以高斯分布的无限长柱型散射体构成的多层 散射介质中的传输，不同直径的球形粒子和柱形粒子所代表介质的特性不同，并通过 模拟自然光在介质中的传输验证了所设计模拟程序的合理性以及模拟结果符合实际。 为了提高m o n t ec 砌。法的模拟效率或者使模拟过程更为简洁，不同形式的m o n t e c 砌。法被提出，主要有子午面m o n t ec 砌。法【4 1 、欧拉m o n t ec 砌。法【6 】和四元素m o n t e c 砌。法【8 - 9 】等。 l 、子午面m o n t ec a r l o 法 c h a n d r 嬲e k h 1 2 1 首先将光子在介质中从一个位置散射到另一位置的过程用光子 所在的子午面变换到散射平面进行描述，后来用这样的方法描述光在介质中传输的 m o n t ec a l l o 法称为子午面m o n t ec 矾。法。子午面m o n t ec a l l o 法被广泛用于模拟光 蕾 北京化丁大学硕卜学位论文 在介质中的传输，如k a t t a w a r 掣4 】用子午面m o n t ec a r l o 法模拟了非均匀海洋大气系 统各点的s t o k e s 矢量。海洋大气系统为平静海面的大气系统，随着太阳光的天顶角( 太 阳光线与地面法线的央角) 太阳光顶角的度数的增加，大气层顶部的反照率从零变大， 而大气层内表面对大气层顶部的反照率的影响逐渐减小。 2 、欧拉m o n t ec a r l o 法 b a n e l 和h i e l s c h 一5 j 用m o n t ec a r l o 通过旋转散射面( 入射方向和散射方向所决 定的平面) ，跟踪三个单位矢量和光子的s t o k e s 矢量来对偏振光在介质中的传输进行 模拟，该模拟方法被称为欧拉m o n t ec a r l o 法。b 眦e l 和h i e l s c h 一5 j 分别对光在粒子直 径为