脉冲响应函数在Monte Carlo模拟中的应用研究

李振华; 来建成; 王振东; 贺安之

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脉冲响应函数在Monte Carlo模拟中的应用研究

李振华 , 来建成 , 王振东 , 贺安之

文章导航 > 激光技术 > 2001 > 25(4): 263-267

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脉冲响应函数在Monte Carlo模拟中的应用研究

1.
南京理工大学应用物理系, 南京, 210094

作者简介: 李振华,男,1964年出生.副教授.主要研究领域为激光光电子学..

基金项目:
江苏省自然科学基金资助

The application of impulse response function in Monte Carlo simulation of light distribution in biological tissues

1.
School of Science, Nanjing University of Science & Technology, Nanjing, 210094

摘要: MonteCarlo方法是研究复杂面光源入射条件下光在生物组织分布规律的唯一有效手段,但直接的MonteCarlo模拟存在计算量大、收敛速度慢的问题。通过引入生物组织脉冲响应函数的概念,利用卷积方法计算光在穿过组织一定深度后的分布规律,编制了相应的程序并进行了大量计算机模拟,在此基础上,提出了一种对模拟结果进行评价的方法,利用该方法分析了光源离散量与脉冲响应函数模拟量对光场分布计算结果的影响,证明基于脉冲响应函数的MonteCarlo模拟可以极大地提高计算效率和收敛速度。
- MonteCarlo模拟 /
- 脉冲响应函数 /
- 光传输 /
- 模拟结果评价
Abstract: Monte Carlo method is the only effective solution in the study of light distribution in biological tissues irradiated by a complex surface source. However,direct Monte Carlo simulation demands large computational capacity because of its low rate of convergence.In this paper,the concept of impulse response function in biological tissues is introduced,thus light distribution in certain depth of the biological tissue can simply be obtained by calculating the convolation of incident source function and the impulse response function. On the basis of computer simulation,a criterion is proposed to evaluate the results of Monte Carlo simulation. By means of the criterion,the influence of impulse response function and dispersed quantity of the light source is analysed comprehensively,which shows that the calculating efficiency is greatly improved by the introduction of impulse response function in Monte Carlo simulation of light distribution in biological tissues.
- Monte Carlo simulation /
- impulse response function /
- light distribution /
- simulating

[1]	Cheong W F,Prahl S A,Welch A J.IEEE J Q E,1990:26(12):2166～2185
[2]	Ishimaru A.Wave Propragation and Scattering in Random Media.New York:Academic,1978
[3]	Kortum R R,Rava R P,Fitzmaurice M et al.IEEE Trans Biomedical Engng,1989:36:1222～1231
[4]	林煜.激光杂志,1997:18(1):52～55
[5]	Wang L H,Jacques S L.Monte Carlo Modeling of Light Transport in Multi-layered tissues.Ph D dissertation,University of Texas M D Anderson Cancer Cente,1992
[6]	苏显渝,李继陶编著.信息光学.第1版,北京:科学出版社,1999
[7]	徐钟济编著.蒙特卡罗方法.第1版,上海:上海科学技术出版社,1985

[1]	李晓锋 , 周昕 , 卢熙 , 伍波 , 杨泽后 , 陈涌 , 周鼎富 , 侯天晋 . 激光在烟雾中传输特性的数值模拟分析. 激光技术, 2010, 34(3): 381-384. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.03.027
[2]	邓磊敏 , 段军 , 杨焕 , 杜敏 . 聚焦激光在KDP晶体中的传输特性模拟. 激光技术, 2013, 37(1): 72-76. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.01.018
[3]	吕战强 , 万华 , 陈峰 . 基于双光楔的激光模拟训练系统弹道模拟研究. 激光技术, 2011, 35(6): 770-772,794. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.06.012
[4]	黄光焰 , 杨亚培 , 戴基智 , 李晓惠 , 刘震 , 成娟娟 . 增益玻璃波导光场的数值模拟. 激光技术, 2005, 29(1): 35-37.
[5]	郑旭 , 左春柽 , 周晓勤 . 双光子聚合加工的光路模拟. 激光技术, 2015, 39(3): 325-328. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.03.009
[6]	吴建伟 , 罗风光 . 低功率光脉冲在均匀周期结构中的慢光传输. 激光技术, 2007, 31(6): 593-595,599.
[7]	温瑞棠 . 激光模拟. 激光技术, 1981, 5(5): 60-62.
[8]	张彬 , 吕百达 . 高功率激光通过多程放大系统传输特性的计算模拟. 激光技术, 1998, 22(2): 110-113.
[9]	夏珉 , 杨克成 , 许德胜 , 刘启忠 . 激光在水下传输过程中退偏的蒙特卡罗模拟. 激光技术, 2005, 29(1): 24-27.
[10]	杨虹 , 杨小丽 , 田永洪 . 激光在云层中传输的特性分析及蒙特卡罗模拟. 激光技术, 2008, 32(5): 477-479,489.
[11]	袁纵横 , 张静 , 张文涛 . 双波长激光传输特性的室内模拟实验研究. 激光技术, 2010, 34(4): 478-481. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.04.013
[12]	刘福华 , 安毓英 , 王平 , 邵碧波 , 冯国斌 . 用于超快诊断的3GHz模拟光纤传输系统. 激光技术, 2011, 35(5): 596-599. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.05.006
[13]	周天文 . 介绍脉冲激光测距仪最大测程的一种模拟测量法——消光试验法. 激光技术, 1985, 9(5): 41-43.
[14]	吴建伟 , 夏光琼 , 吴正茂 . 超高斯光脉冲在单模光纤中的传输特性. 激光技术, 2003, 27(4): 342-344,348.
[15]	周小红 , 王黎 , 高晓蓉 , 王泽勇 , 罗斌 . 超短光脉冲通过分布式光纤放大器的传输特性. 激光技术, 2011, 35(2): 278-281. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.037
[16]	张景贵 , 李勇帆 , 赵晋琴 . 基于短时傅里叶变换分析超短光脉冲的传输特性. 激光技术, 2013, 37(1): 52-55. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.01.013
[17]	胡志 , 王又青 , 刘顺 , 卢丽娟 , 李波 . 脉冲TEA CO2激光器输出模拟. 激光技术, 2015, 39(4): 566-570. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.031
[18]	董军 , 彭翰生 , 魏晓峰 , 胡东霞 , 周维 , 赵军普 , 程文雍 , 刘兰琴 . 线性啁啾脉冲频谱干涉特性的模拟研究. 激光技术, 2009, 33(3): 232-235.
[19]	姜付兵 , 石世宏 , 傅戈雁 . 光内送粉喷头空间变姿态粉气流场数值模拟. 激光技术, 2015, 39(2): 145-151. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.02.001
[20]	王安祥 , 冯健 . 光散射模型参量反演中的遗传模拟退火算法. 激光技术, 2009, 33(1): 32-35.

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脉冲响应函数在Monte Carlo模拟中的应用研究

作者简介: 李振华,男,1964年出生.副教授.主要研究领域为激光光电子学.

1. 南京理工大学应用物理系, 南京, 210094

收稿日期: 2000-07-14
网络出版日期: 2001-07-25

基金项目: 江苏省自然科学基金资助

关键词:

摘要: MonteCarlo方法是研究复杂面光源入射条件下光在生物组织分布规律的唯一有效手段,但直接的MonteCarlo模拟存在计算量大、收敛速度慢的问题。通过引入生物组织脉冲响应函数的概念,利用卷积方法计算光在穿过组织一定深度后的分布规律,编制了相应的程序并进行了大量计算机模拟,在此基础上,提出了一种对模拟结果进行评价的方法,利用该方法分析了光源离散量与脉冲响应函数模拟量对光场分布计算结果的影响,证明基于脉冲响应函数的MonteCarlo模拟可以极大地提高计算效率和收敛速度。