近红外光在皮肤组织中的传播和光纤探测结构设计

• 作者: 卢启鹏 韩光 高静
• 来源期刊: 光子学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 光传播 光纤探测 蒙特卡罗模拟 皮肤组织 近红外光谱技术 光学性质 血糖检测 模型建立
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 散射
• 页码范围: 149-155
• 页数: 7页
• 分类号: Q632|O436|O439
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/gzxb20184701.0129002

摘要

为了研究近红外光在皮肤组织中的传播,建立了人体皮肤组织模型,包括不同入射波长下表皮、真皮、皮下组织的吸收系数、散射系数、折射率和各向异性因子.结合皮肤组织的光学性质,采用蒙特卡罗方法分析了1000~1900nm范围内,光源-探测距离不同时近红外光在皮肤组织中的传播过程和分布特点.结果表明:光子运动路径长度和穿透深度均随光源-探测距离的增加而变大,而漫反射归一化能量随光源-探测距离的增加而变小.选取光源-探测距离为0.45mm,当入射波长为1550nm时,光子运动路径长度为1.806mm,穿透深度为0.467mm,漫反射光归一化能量为0.00185.根据蒙特卡罗模拟结果,分析和设计了一种光纤探测结构,这种分叉光纤束由18根光源光纤和4根探测光纤构成,每根光纤间距均为0.45mm并且刚好紧凑相邻.最后,仿真计算了光纤收集到的漫反射光能量及照度分布.假设入射光功率为1W,则探测器接收的漫反射光功率为0.598mW,这为便携式检测光谱仪器的设计提供了参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	卢启鹏	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室	63	574	13.0	22.0
2	高静	燕山大学理学院河北省微结构材料物理重点实验室	32	79	6.0	6.0
3	韩光	河北建材职业技术学院机电工程系	2	6	1.0	2.0