根据Fresnel反射定律,反射率为:
Rsp=■[(■)■+(■)■] (11)
其中θ1和θ2分别为入射角和透射角,垂直入射条件下,cosθ1和cosθ2均为1,n1和θ2分别为外部媒质和荧光粉层介质的折射率。n1与θ2满足Shell定律,
n1sinθ1=n2cosθ2 (12) 字串2
镜面反射定义的是与组织发生相互作用的光子在界面被反射的几率。并不能反映在界面有可能发生的漫反射的传输规律。如果我们想严格地区分镜面反射和漫反射,可以通过跟踪光子是否和组织发生了相互作用,在记录光子的反射时,如果出射光子在出射前和介质发生了相互作用,则该反射为漫反射,如果没有发生相互作用,则该反射为镜面反射。
蒙特卡罗方法模拟光子在荧光粉层中的的输运过程,其步骤为:
(1)根据入射条件确定起始跟踪点;
(2)确定光子行进的方向和下一次碰撞的位置;
(3)确定在该位置光子的吸收、散射和发射部分;
(4)判断光子是否到达边界;
(5)返回第二步。 字串3
如此循环计算,直到光子包权重小于某一设定值,就对其进行“俄罗斯轮盘赌”,判断其生存机会。光子逸出荧光粉层上下表面时就结束对该光子包的跟踪并记录当前光子参数。然后,返回第一步记录另一光子,直到所设定的光子数全部跟踪完毕。传播的光子数越多,则得到的反射、透射、吸收量和光子波长分布越接近真实值。
4 模拟实例
根据上述原理,模拟吸收、散射系数以及厚度的变化来考察其对出射光的影响如下(以出射光谱为例):
4.1 散射系数的影响(如图1所示)