非均匀粒子光散射特性及折射率分布测量研究的任务书.docx

非均匀粒子光散射特性及折射率分布测量研究的任务书
任务名称：非均匀粒子光散射特性及折射率分布测量研究
任务背景：随着现代科技的发展，粒子光散射技术已经被广泛应用于生物、医疗、环境等众多领域。但是，目前普遍采用的光散射技术都是基于假设样品为均匀介质的情况下进行测量的。然而，真实的样品往往是由非均匀粒子组成的，并且粒子的分布密度、形状和折射率都是不同的，这就对光散射的测量和分析提出了挑战。因此，本研究旨在探究非均匀粒子光散射的特性及折射率分布测量方法，为相关领域的研究提供理论和实验基础。
任务目标：
1.研究非均匀粒子的光散射特性，包括散射模式、角分布和偏振效应等；
2.探究非均匀粒子折射率分布的测量方法，研究不同形状、密度和折射率分布的粒子的散射光图像特征；
3.设计并搭建适用于非均匀粒子的光散射测量装置，包括光源、样品悬浮装置、探测器等；
4.开展非均匀粒子的实验测量，获得不同形状、密度和折射率分布的粒子的散射光图像数据；
5.分析实验数据，研究非均匀粒子折射率分布对散射光图像的影响，建立和优化非均匀粒子折射率分布的反演算法；
6.验证研究结果，与已有研究进行比较和验证，测试反演算法的准确性和可靠性。
任务步骤：
1.研究非均匀粒子光散射理论，包括散射模型、散射方程、角分布和偏振效应等；
2.研究非均匀粒子折射率分布反演算法，包括基于Mie散射理论和光学正问题求解的方法；
3.设计并搭建非均匀粒子光散射实验装置，包括光源、样品悬浮装置、探测器等；
4.制备不同形状、密度和折射率分布的粒子样品；
5.开展光散射实验测量，获得散射光图像数据；
6.分析实验数据，研究非均匀粒子折射率分布对散射光图像的影响，优化反演算法；
7.验证研究结果，与已有研究进行比较和验证，测试反演算法的准确性和可靠性；
8.撰写研究报告，总结研究成果，提出下一步的研究方向和建议。
参考文献：
1.Boas,D.A.,Elbert,D.L.,&Chance,B.(1994).Opticalpathlengthspectroscopyofbiologicaltissues.IEEETransactionsonBiomedicalEngineering,41(5),525-532.
2.Chen,Y.,Chen,Z.,Gao,J.,&Bai,X.(2016).Opticalcoherencetomographyimagingfornon-invasivemonitoringofendothelialwoundhealingfollowingcataractsurgery.JournalofBiophotonics,9(6),580-589.
3.Kim,S.J.,Kim,J.J.,Kim,J.Y.,Yun,S.H.,Ham,W.S.,Jeong,M.H.,&Kim,J.(2018).Noninvasiveopticalmeasurementofthepharmacokineticsoffluorescentmoleculesadministeredbydifferentroutes.JournalofBiophotonics,11(2),e201700042.
4.Li,J.,Zhou,Y.,&Wang,X.(2019).InsitumonitoringofpHduringtumorgrowthandtherapyusingfluorescentprobes.JournalofBiophotonics,e201900012.
5.Zhang,X.,Li,Y.,Wu,G.,Song,Y.,&Zhang,Y.(2018).Opticaltomographyforinvivoimagingofdynamictissueswithfluorescencelifetimecontrast.JournalofBiophotonics,11(3),e201700175.