特种光纤与光接入网重点实验室，特种光纤与先进通信国际合作联合实验室，上海大学通信与信息工程学院，上海 200444
柑橘是我国总种植面积最大的水果，改进其品质筛选方法能够降低劳动成本并有效提升产业经济收益。本文利用蒙特卡罗法对柑橘的近红外光检测进行模拟仿真，根据柑橘三层结构建立了具有不同吸收系数、散射系数、折射率和各向异性因子的三层球形光学模型。同时，综合考虑光子入射轨迹、曲面边界对光子运动轨迹的影响以及收集的反馈信息，搭建了柑橘品质近红外检测的仿真系统，并设计了一种收发一体的多功能光纤探测器。结果表明，所设计的光纤探测器可以实现对果肉层光子的选择性探测，有效提高了柑橘内部品质信息的检测灵敏度。
光纤光学 光纤探头 蒙特卡罗模拟 柑橘无损检测 近红外光谱技术 球形模型 中国激光
2023, 50(10): 1005001
1 南通大学机械工程学院, 江苏 南通 226019
2 南京航空航天大学自动化学院, 江苏 南京 210046
考虑到肿瘤的形状特征以及激光间质热疗时激光的传输方式为内置光源,首先建立了内插光纤的双层球体生物组织模型,然后假设光子从球体中心发射,建立了光子在组织内、球体边界及内插光纤表面的传输方式,最后采用Visual Studio软件编程,基于蒙特卡罗法对光在该组织模型中的传输进行仿真。仿真结果表明:光纤主要对光子出射端面附近的光子的运动产生影响;位于光子出射面下方的组织对光子能量的吸收大于出射面上方组织对光子能量的吸收;内层球体的半径越小,内边界的吸收值越大。与传统的蒙特卡罗方法相比,所建模型更接近于激光间质热疗的实际情况,对后续准确预估激光间质热疗的热毁损范围具有重要的实际意义。
医用光学 生物组织 蒙特卡罗法 球体模型 激光间质热疗
浙江大学 光电信息工程学系,浙江 杭州310027
从反射积分球模型入手,建立待测样品反射率同积分球及光源相关参数的关系,分析非中性对反射积分球模型的影响。将反射率验证转换为光谱辐射出射度验证,通过实际测量对比,验证了积分球出口处的光谱辐射出射度。结果表明:400～700 nm波段,反射积分球模型与实验测量值基本一致,非中性的影响较小;700～1 000 nm波段,非中性模型较普通模型相对误差较小。另外,500～850 nm波段非中性模型相对误差优于5%。
积分球模型 反射率 辐射定标 非中性 integrating sphere model reflectivity radiation calibration non-neutral
通过跟踪光束在积分球内的多次反射过程，建立了积分球出口辐出度与积分球结构参数的关系。依据积分球内置光源的能量转换关系，建立了积分球开口处光谱辐出度与内置光源参数及积分球自身结构参数之间的理论关系模型。此外，选用具体的积分球内置光源参数，利用建立的模型计算出积分球开口处光谱辐出度理论值，并用标定好的光谱仪对该模型进行了实验测量与不确定度分析。结果表明：在0.6μm～0.85μm波段范围内，该模型计算值与实验测量值相对误差均小于4%；由于光谱仪自身响应特性及标定光谱仪的黑体温度的影响，0.9μm处相对误差为8.65%。
积分球模型 光谱辐出度 辐射标定 integration sphere model spectral irradiance radiation calibration
