西安交通大学Xi'an Jiaotong University第1章生物组织光学特性1.2.1蒙特卡罗模拟（1）源光子的产生。光子在所研究的介质表面产生。它们的空间和角度分布与所给定的光源相符，如高斯光束。（2）轨迹的产生。光子产生后，第一个碰撞点的距离就被确定。吸收和散射离子在混浊介质中的分布假设是随机的。这样，平均自由程就为1 /pos式中，p为离子的密度；,为散射有效截面。0<51<1这个随机数由计算机产生，距离下一次碰撞点的距离L（1）由下式计算：L（1） = InE1/pos由于J1。lnSi d = - 1
Xi’an Jiaotong Jiaotong Jiaotong University University University 第1章 生物组织光学特性 1.2.1 蒙特卡罗模拟 （１） 源光子的产生。光子在所研究的介质表面产生。它们的空间和角 度分布与所给定的光源相符， 如高斯光束。 （２） 轨迹的产生。光子产生后， 第一个碰撞点的距离就被确定。吸 收和散射离子在混浊介质中的分布假设是随机的。这样，平均自由程 就为 １/ρσs 式中， ρ为离子的密度； σs为散射有效截面。 ０ ＜ ξ１ ＜ １ 这个随机数由计算机产生， 距离下一次碰撞点的距离L （ ξ１ ）由下式计算： L（ ξ１ ） ＝ ln ξ１/ ρσs 由于 ∫１ ０ ln ξ１ d ξ１ ＝ － １
西安交通大学Xi'anJiaotongUniversity第1章生物组织光学特性1.2.1蒙特卡罗模拟L（1）的平均值实质上是1／po.。因此，这样就得到了一个散射点。散射角由第二个符合某种相函数分布的随机数2所确定，如亨耶格林斯坦相函数（Henyey-Greensteinphasefunction）。其相应的方位角@选定为@=2元53式中，为属于0-1的又一个随机数。（3）吸收。为了解释吸收现象，对每个光子都加一个相同的权值。当光子进入混浊介质时，所有光子的权值相同。由于吸收的存在更精确地说是由干反射的存在光子的权值按照exp［一μL（1）】而减小，其中μ，为吸收系数。由于权值发生变化，这就引出了第4个属于0一1的随机数4。这样，修正在步骤（2）中仅有散射发生的假设，即只有当4<a时，散射发生，其中a为反照率。而当4>a时，光子就被吸收，这就等同于步骤（4）。（4）消失。如果给每个光子都有一个相同的权数时，此步才能适用。当这个权数达到某个截止值时，光子就会消失。接着就发射出另一个新的光子，程序又从步骤（1做起。（5）检测。对足够量的光子不断重复步骤（1）至步骤（4）后，在计算机中就可得到一幅轨迹图，并且储存在其中。这样，就可得到入射光子被介质吸收的百分比的统计说明，并且得到从介质中逃逸出来的光子的空间分布和角度分布
Xi’an Jiaotong Jiaotong Jiaotong University University University 第１ 章 生物组织光学特性 1.2.1 蒙特卡罗模拟 L（ ξ１ ）的平均值实质上是１／ ρσs 。因此， 这样就得到了一个散射点。散射角由第二 个符合某种相函数分布的随机数ξ２ 所确定， 如亨耶格林斯坦相函数（HenyeyGreenstein phase function） 。其相应的方位角Φ选定为 Φ ＝ ２π ξ３ 式中， ξ３ 为属于０-１ 的又一个随机数。 （３） 吸收。为了解释吸收现象， 对每个光子都加一个相同的权值。当光子进入混浊介 质时， 所有光子的权值相同。由于吸收的存在——— 更精确地说是由于反射的存在， 光子的权值按照exp［ － μα L （ ξ１ ）］而减小， 其中μα 为吸收系数。由于权值发生变 化， 这就引出了第４ 个属于０ ～ １ 的随机数ξ４ 。这样， 修正在步骤（２） 中仅有散射发生的假设， 即只有当ξ４＜a 时， 散射发生， 其中a 为反照率。而当 ξ４＞ a 时， 光子就被吸收， 这就等同于步骤（４） 。 （４） 消失。如果给每个光子都有一个相同的权数时， 此步才能适用。当这个权数达到 某个截止阈值时， 光子就会消失。接着就发射出另一个新的光子， 程序又从步骤（１） 做起。 （５） 检测。对足够量的光子不断重复步骤（１）至步骤（４）后， 在计算机中就可得 到一幅轨迹图， 并且储存在其中。这样， 就可得到入射光子被介质吸收的百分比的统 计说明， 并且得到从介质中逃逸出来的光子的空间分布和角度分布
/cm西安交通大学Xi'anJiaotong University81.3光与组织相互作用机理在激光发明后的10年间，通过把各种激光系统应用于各种靶组织，人们观察了多种潜在的光与组织的相互作用。虽然可以组合的实验参数是无限的，但是现在我们将它们划分为五种主要的类型：光化作用（photochemicalinteractions），热相互作用（thermalinteraction），光蚀除（photoablation），等离子体诱导蚀除（plasma-inducedablation），光致破裂（photodisruption）。图1-5给出了从多次实验中得到的五种基本相互作用类型的双对数曲线图。纵坐标表示的是所用功率密度或者辐照度，单位为W/cm?。横坐标表示的是曝光时间，以秒为单位。两条斜线分别显示了在1与1000之间恒定的能量通量。时间刻度大体可分为五个部分：连续波或曝光时间大于1秒的脉冲照射对应于光化作用：曝光时间从1分钟到1us之间对应于热相互作用；爆光时间从1us到1ns之间对应于光蚀除作用爆光时间小于1ns对应于等离子体诱导蚀除和光致破裂作用
Xi’an Jiaotong Jiaotong Jiaotong University University University §1.3 光与组织相互作用机理 在激光发明后的10年间，通过把各种激光系统应用于各种靶组织，人们 观察了多种潜在的光与组织的相互作用。虽然可以组合的实验参数是 无限的，但是现在我们将它们划分为五种主要的类型：光化作用 （photochemical interactions），热相互作用（thermal interaction）， 光 蚀 除 （ photoablation ） ， 等 离 子 体 诱 导 蚀 除 （ plasma-induced ablation），光致破裂（photodisruption）。 图1-5给出了从多次实验中得到的五种基本相互作用类型的双对数曲线图。 纵坐标表示的是所用功率密度或者辐照度，单位为W/cm2 。横坐标表 示的是曝光时间，以秒为单位。两条斜线分别显示了在1与1000之间恒 定的能量通量。时间刻度大体可分为五个部分：连续波或曝光时间大 于1秒的脉冲照射对应于光化作用；曝光时间从1分钟到1s之间对应于 热相互作用；曝光时间从1s到1ns之间对应于光蚀除作用；曝光时间 小于1ns对应于等离子体诱导蚀除和光致破裂作用。 2 W cm/ 2 W cm/ 2 W cm/