含葡萄糖的混浊液后向散射特性的Mueller矩阵实验研究
是一种具有一定前景的手段 。 本文采用旋转波片法测量了含葡萄糖的脂肪乳剂后向散
射面上的 Mueller 矩阵 ， 并采用极分解的方法提取了保偏度和二向透过率系数在后向
散射面上的分布信息 。 研究发现 ， 随着葡萄糖浓度的升高 ， 混浊介质的散射能力微幅
降低 ， 从而使得保偏度升高 ， 但二向透过率系数与葡萄糖浓度之间不是单调变化的关
系，其具体机理还有待研究。4938
关键词 葡萄糖溶液 后向散射 Mueller 矩阵 极分解毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Title Title Title The Research of the Back Scattering Properties of the Glucose
Solution Described by Mueller Matrix
Abstract Abstract Abstract Abstract
T o achieve achieve noninvasive monitor of blood glucose is one of the most
difficulties people face. And polarimetry is a promising method to tackle this
problem. In this article, Mueller matrices on backscattering surface of
intralipid with glucose are measured by the way of rotating wave-plates. It
is found that scattering ability of turbid media marginally decreases with
increasing concentration of glucose. Accordingly, degree of polarization
increases, but the relationship between diattenuation and glucose
concentration is not monotone, further studies should be done to interpret
the mechanism.
Key words glucose solution back scattering properties
Mueller matrix polar decomposition目 次
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 本文的主要工作 3
2 混浊介质的光散射偏振特性的理论基础 4
2.1 混浊介质的光散射偏振特性的 Mueller 矩阵描述 4
2.2 Mueller 矩阵的极分解理论 7
3 混浊介质后向散射 Mueller 矩阵的实验设计与实现 9
3.1 实验原理 9
3.2 实验装置设计 1 1
3.3 混浊介质 Mueller 矩阵二文分布的实验测量 15
3.4 加入葡萄糖的混浊介质 后向散射 Mueller 矩阵的实验结果与分析 1 6
4 结论与展望 2 3
致谢 2 5
参考文献 2 61 1 1 1 绪论绪论绪论绪论
1.1 1.1 1.1 1.1 研究背景及意义 研究背景及意义 研究背景及意义 研究背景及意义
葡萄糖作为人体血液里的重要组成部分，它的含量是人体健康的重要指标。尤其
对于糖尿病患者来说 ， 目前还没有能够彻底根治这种病的有效手段 ， 所以能时刻关注
自身的血糖和尿糖浓度以调整胰岛素的用量是十分有必要的。
1.1.1 葡萄糖浓度测量技术的发展
早在上世纪 90 年代初 Cote 等 ［ 1 ］
就利用偏振光度计尝试血糖的无创检测； Cho u
等 ［ 2 ］ 利用葡萄糖的光学旋转角度与眼房水的葡萄糖浓度呈线性变化关系提出利用偏振
角度调制测量血糖浓度； Chen 等 ［ 3 ］
提出利用反射偏振光 s 与 p 分量相位差与葡萄糖
浓度的关系 ， 通过测量相位差推断血糖浓度对于葡萄糖溶液体而言 ， 强散射导致偏振
光快速退偏 ， 通常难以实现从后向散射光中直接提取微小的光学旋转角度 ， 但表征介
质偏振光学特性的米勒矩阵却能反映这种变化 [4,5]
。 利用偏振光检测散射介质中的手性
成分 ， 如葡萄糖溶液中的葡萄糖分子 ， 也就成了近年来许多研究团体和学者的焦点所
在 。 近几年 ， 随着各项技术基础理论的逐步阐明和实验结果的日趋丰富 ， 对最具开发
前景的几项检测技术的筛选已基本完成 。 其中很重要的一类就是光学辐射技术 。 光入
射到葡萄糖溶液 ， 经过多次散射后逃逸出来 。 这部分光就携带了葡萄糖溶液的一些信