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《全偏振測量與成像》，馬輝 等 著，出版社： 科學出版社。

科學出版社是中國最大的綜合性科技出版機構，由前中國科學院編譯局與1930年代創建的有較大影響的龍門聯合書局合併而來。科學出版社比鄰皇城根遺址公園，是一個歷史悠久、力量雄厚，以出版學術書刊為主的開放式出版社。

內容簡介

偏振方法可獲得複雜介質光學性質和微觀結構的豐富信息，具有無標記、無損傷、跨尺度、多模態和定量等特點，可用於複雜樣本定量表徵、細緻分類和動態測量。《全偏振測量與成像》介紹基於彈性散射的偏振光學測量方法，及其在複雜樣本測量特別是生物醫學診斷等領域的應用。主要內容包括：生物組織的偏振散射模型，偏振光在散射介質中傳播的基本規律與模擬，光的偏振態與介質偏振光學特性測量，複雜樣本微觀結構的偏振表徵與偏振特徵提取，偏振光散射與成像方法在生物醫學和海洋、大氣觀測等領域的潛在應用。

目錄

「偏振成像探測技術學術叢書」序

前言

第1章　偏振與簡單體系繆勒矩陣　1　

1.1　光的偏振　1　

1.2　光的偏振態表徵　2　

1.2.1　純偏振態表示-瓊斯向量　2　

1.2.2　一般偏振態表示-斯托克斯向量　3　

1.2.3　圖像表示　6　

1.3　介質對偏振態變換的表徵　7　

1.3.1　瓊斯矩陣　7　

1.3.2　繆勒矩陣　9　

1.3.3　轉換關係　10　

1.4　簡單體系的繆勒矩陣　11　

1.4.1　純相位延遲　12　

1.4.2　純二向色性　13　

1.4.3　退偏　14　

1.4.4　起偏　15　

1.4.5　常用偏振器件的繆勒矩陣　16

參考文獻　18

第2章　光的散射、模擬和散射體系繆勒矩陣　20　

2.1　光的散射與傳播理論　20　

2.1.1　輻射傳輸理論　20　

2.1.2　漫射近似方法　21　

2.1.3　隨機模型方法　22　

2.2　單粒子的偏振光散射理論與計算　23　

2.2.1　球粒子散射　23　

2.2.2　柱粒子散射　26　

2.2.3　非規則粒子散射計算　31　

2.3　偏振光散射的蒙特卡羅模擬計算過程　37　

2.3.1　模擬計算的基本概念　37　

2.3.2　模擬程序設計　39　

2.3.3　隨機變量的取樣　41　

2.3.4　坐標系的選取　42　

2.3.5　光子狀態的初始化和光子移動　43　

2.3.6　光子的吸收　44　

2.3.7　光子的散射　45　

2.3.8　介質表面反射和折射及分層介質的分界面處理　50　

2.3.9　光子探測和記錄　53　

2.4　蒙特卡羅模擬結果處理　54　

2.5　蒙特卡羅計算程序驗證　57　

2.5.1　純球體系中的偏振模擬驗證　57　

2.5.2　純柱體系中非偏振散射的驗證　58　

2.6　模擬計算中雙折射模塊的實現及其驗證　58　

2.6.1　雙折射模擬計算　58　

2.6.2　雙折射計算程序驗證　60　

2.7　旋光效應　61　

2.7.1　蒙特卡羅模擬方法中旋光模塊的實現　61　

2.7.2　蒙特卡羅模擬方法中旋光模塊的實驗驗證　62　

2.8　生物組織散射體系模型與模擬　63　

2.8.1　僅包含球散射粒子的介質繆勒矩陣模擬規律　63　

2.8.2　包含柱散射粒子的介質模型模擬規律　68　

2.8.3　生物組織偏振光散射模型模擬及相關實驗對照　82　

2.8.4　骨骼肌球-柱雙折射模型及其實驗驗證　89　

2.8.5　血液模型及其實驗驗證　91　

2.9　散射體系的繆勒矩陣　93　

2.9.1　散射體系繆勒矩陣研究的基本裝置和仿體　93　

2.9.2　球-柱散射體系背向繆勒矩陣的實驗與模擬特徵　97　

2.10　繆勒矩陣提取參數的空間分布特徵　105　

2.10.1　球-柱散射體系偏振度參數　106　

2.10.2　球-柱散射體系繆勒矩陣分解參數　108　

2.10.3　球-柱散射體系繆勒矩陣變換參數　110　

2.11分　層散射介質的繆勒矩陣　113　

2.11.1　柱散射與雙折射介質分層體系　113　

2.11.2　多層雙折射介質快軸方位分析　114　

參考文獻　120

第3章　偏振測量理論　122　

3.1　偏振測量的基本理論　122　

3.1.1　斯托克斯向量的測量理論　122　

3.1.2　繆勒矩陣的測量理論　123　

3.1.3　斯托克斯向量和繆勒矩陣的測量理論的統一形式　124　

3.1.4　偏振成像系統中測量理論的修正：等效儀器矩陣　127　

3.2　偏振測量的調製方法與器件　128　

3.2.1　非同時性偏振調製器件(時間調製器件)　128　

3.2.2　同時性偏振調製器件　136　

3.2.3　偏振測量的三個維度　140　

3.3　偏振測量與參考坐標系的選取　141　

3.3.1　偏振量隨參考坐標系的旋轉　141　

3.3.2　背向測量坐標系定義原則　142

參考文獻　143

第4章　偏振測量系統　146　

4.1　偏振測量系統的誤差及其傳遞規律　146　

4.1.1　基本的誤差傳遞規律　146　

4.1.2　僅考慮部分誤差時的誤差傳遞規律　149　

4.2　偏振測量系統的優化　150　

4.2.1　偏振測量系統優化設計的基礎　150　

4.2.2　考慮光強誤差時的系統優化　150　

4.2.3　考慮儀器矩陣誤差時的系統優化　166　

4.3　偏振測量系統的降噪　171　

4.3.1　光強隨機誤差　171　

4.3.2　光強隨機誤差的降噪　173　

4.4　偏振測量系統的校準　174　

4.4.1　偏振測量系統校準的意義　174　

4.4.2　偏振元件系統誤差的校準　176　

4.4.3　系統誤差校準方法的對比　187　

4.4.4　非偏振元件偏振殘差的校準　196　

4.5　偏振測量裝置　202　

4.5.1　基於GRIN lens的斯托克斯向量測量儀　202　

4.5.2　基於4QD的斯托克斯向量測量儀　205　

4.5.3　基於雙波片旋轉的透射式繆勒矩陣顯微鏡　208　

4.5.4　基於單偏振相機的透射式3.4繆勒矩陣顯微鏡　210　

4.5.5　基於雙偏振相機的透射式快速繆勒矩陣顯微鏡　212　

4.5.6　基於雙波片旋轉的反射式繆勒矩陣顯微鏡　217

參考文獻　223

第5章　偏振特徵量　226　

5.1　繆勒矩陣分解　227　

5.1.1　Lu-Chipman極分解　229　

5.1.2　微分分解和對數分解　230　

5.1.3　克勞德分解　237　

5.2　繆勒矩陣變換　238　

5.2.1　繆勒矩陣變換理論　238　

5.2.2　繆勒矩陣轉動不變量　241　

5.2.3　繆勒矩陣角度量　257　

5.3　繆勒矩陣對稱性　264　

5.3.1　繆勒矩陣對稱性破壞的原因　266　

5.3.2　判斷繆勒矩陣對稱性破壞的偏振指標　272

參考文獻　273

第6章　全偏振成像應用　277　

6.1　病理組織成像　277　

6.1.1　皮膚癌組織成像　281　

6.1.2　甲狀腺癌組織成像　288　

6.1.3　宮頸鱗狀上皮癌組織成像　293　

6.1.4　纖維化組織與偏振染色　301　

6.1.5　乳腺癌組織成像　306　

6.1.6　炎症性腸病組織成像　318　

6.1.7　大數據分析方法用於病理組織繆勒矩陣信息提取　328　

6.2　厚組織及在體成像　333　

6.2.1　皮膚紫外線損傷過程的定量監測　333　

6.2.2　骨骼肌水解過程的定量檢測　342　

6.3　本章小結　352

參考文獻　353　

第7章　全偏振檢測應用　358　

7.1　大氣顆粒物分析中的偏振光散射技術與方法　358　

7.1.1　大氣顆粒物偏振散射測量儀器　358　

7.1.2　系統校準　360　

7.1.3　大氣顆粒物的光學屬性建模和仿真　361　

7.1.4　大氣顆粒物特定屬性下的偏振表徵指標　367　

7.1.5　大氣顆粒物的偏振數據譜系及其應用　373　

7.2　水體顆粒物分析中的偏振散射測量技術與應用　379　

7.2.1　懸浮顆粒120°全斯托克斯測量裝置　380　

7.2.2　偏振散射用於表徵藍藻細胞的偽空胞狀態　381　

7.2.3　偏振散射用於表徵海洋微藻吸附微納塑料　384　

7.2.4　樣機的製備與應用　388

參考文獻　395