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第二节 库贝尔卡-蒙克理论
库贝尔卡-蒙克理论是由Kunbelka和Munk开发的,局限于线性几何的一种模型。由于它的参数通常用于医学物理学领域,下面来讨论这个理论的基本思想。与一级散射相反,这个理论主要的假设前提是,辐射度完全是由漫射得到的。即
J C=0
在生物组织内有两个可被区分的漫反射光通量。在辐射光入射方向上的光通量为J1,在相反方向上后向散射的光通量为J2。
有两个库贝尔卡-蒙克系数AKM和SKM,它们分别被定义为吸收和散射漫射辐射。应用这些参数,可得到两个微分方程:
式中,z代表的是入射辐射的平均方向。上述两个方程表明,由于吸收和散射的存在使两个方向的辐射度都有所减小,而又由于光子向其相反的方向上散射,所以它们都又有一个增量。上述两个方程的通解可以分别表示为
J 1( z)= c11exp(- γ z)+ c12exp(+ γ z)
J 2( z)= C21exp(- γ z)+ c22exp(+ γ z)
其中γ=+2AKMSKM
库贝尔卡-蒙克理论中最主要的问题是怎样用α和α3来表示AKM和SKM。当用dl代表散射光子的路程长度微元,用dz代表相干光子的路程长度微元时,就可以写出平均值:
α〈 dl〉= α( b〈 dz〉)=( ab)〈 dz〉 = A KM〈 dz〉
式中,b﹥1。
库贝尔卡-蒙克理论是一种被称做多通量理论的特殊形式。在这个理论中,当考虑到在许多离散角上的辐射度时,传输方程就变为一个矩形微方程。Ishimaru对多通量理论有详细描述。除了Kubelka和Munk提到的两个方向上的通量外,在其他的理论中还有更多的光通量被提到。如Yoon等的7个通量。但所有这些多通量理论,被局限于一维几何结构,并且假设入射光已被漫射。它的另一个缺点是必须有大量的计算机运算。