4

Determining particle size distribution and refractive index in a two-layer tissue phantom by linearly polarized light

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Determining particle size distribution and refractive index in a two-layer tissue phantom by linearly polarized light

������� ��� �� � � �� �� � � � � ������� ������ ������� ��

����������� ������ �� � ������������ �� �������� �����

�� �������� ������ ������ �� ������� ����� �� �����

���� ���� ���� ����� ����� ���� ����� ��� �������� � �����������

��� ���������� � ���� ���� ��������� � �������� � � ��������

�������� ���������� � ������� �� ����������� ������ !""#

������� ���� ��� ��!

"� ��# �$ � ��% &�$' ( � &��)����* #��$���� )�+� �)$��,�$� � -��./ �� ��(���$��� �� �0 ( $'� $ #����� �� � $% 1����� $�))�� #'��$ & )�&���$� �#�$'����& $�))�� ,� ������* $'� �+�&�$' ��*�� ( ���� ��$�������� # ����+� ��*'$� �'� # ����+�$� � *�$��* $��'��2�� �) �)� $ �� �#�� $'� )��*�� �� &��$�#��)��$$����* � &# ���$) �� $'� ��$���� )�*���� �'� $'� ��$���� & �� ,�)� � 3�� $'� �� �) #��)��$� �� � � ������� �����)� � &�$' 4 (� �$��* *���$�� ��* ��$'& 4 �) �##��� $ �����$��* $'� �+�&�$' �#�� ���� ( � &# ���$ ( # ����+�$� � ��*'$ ,��5)��$$��� � �'� �0#���&��$ ��)��$) �& �)$��$� $'�$$'� )�+� �)$��,�$� � �� ��(���$��� �� �0 ( $'� )��$$��) ( $'� $ # ����� ��� ,� �$��&��� ,� &��)����*�� �����+��* $'� �((����$��� )�*��� ( $'� #������� �� #��#�� ������ � &# ���$) (� & � $% 1����� $�))��#'��$ &� �'� &�$' �&#���) $ �$��$ #�������� �) �'��*�) �� '�&�� �#�$'����� $�))���

$%&� �� ��' �6��7�� ��!�7�� 8���7!�� 8������

�� ������ ����� �� ���� �� �� ������� �� �� �������� �� �� �������� ��� ������ � ���� �� ��� �� � ������ ���� � ���� ������� �� ��� ��� ������ ������� ���� ��������� ���� ��� ��� �� ��� ������� �� � ���� � �� �� ��� � � � �� �� ������� �������� �� ��������� ����������� ��� �������� ��� �� �������� �������� �� �������� ������� ��������� ��� � ���������� ���� �������� �� � � ��������� ��� ���� �� ������������� ���� �� �� ���� � ����� !������� ���� ������� ���� �������� � ������ � ������� �� � �� �� ���� ����������"�� �� ����� ��� ���� �� � ���� ���� �� ���� �� ���

���� ������� ����������� !� � ����� ��� �� ���� �� � �� ������� ����� � ��� � ���� � ���� � ��� ������������ � ��� �� ��� ��� � �� ��� ��� ��#� ���� $� ��� ������� ����� ��� �� �������� �� � � ������� �� ���������������� �� ���� ������� �� ���� � ��� ��� ��� ���� �������� �� ��������� ������� �� �� � ������ ��������� %�� �� ����� ��� ���� ����� �� � � ��� � ���� ������� �� ���� � �������� � �� ������ � � �� �������� ��� &��� �� ��� ��� ���� #��� ��� ���� ����� �������� � ���� ���� �� � ���� � ����� �� !� ����� ����� ���� �� ��� ��� �������� ��������� '(� "(!) ���� ���� ��� �� ����������� ��� �� ���*������� �� ������� ��� � ���� � ���� ��� �� � ������� ��� �������� � ������� ������ � �� ������������ &��� ��������� � � ������ � �������� ����������� � �������� '+(,�) � ���� �� ���� �� ���� �� ��� �� � ���� � � ������������������� �� �� ����� !� �������� ����� �� ������ ��� ��������� ������ �� ���� ��� � ���� ���� ���� ��� �� ����

����,����� ������� � �� ��� �� � ���������� �� ���� #����� ������� ���������� ������� �� �� ������� �� ������� �� �� � �� �� ���� ����� ��� ���� ����������� ����������� � � � ���� ��� � ������ �� ���� ����� � �� ������� �������������� �� ���� ��� ���� ����� ��� �� ���������� ���� ��� � � ��-���� ��� �� � � �� ��� �� ������� ��� �� ������ �� �� ��������� ���������� �� �� ����*������� �� ����� ���� �� � � ������ ��� ������������! � ���� #�� �� ���� ������������ �� �� �� ������ ������� � ������ �� �������� � �� � �� ��������� �� ���

��� �� ���� ����� ����� ���� � � ������� �� .������� ��

� �������� �� �� � �� �� ��� ����� ��� � �� ������� �������������� �� ������� �� ���� ��� � �� � ��� ��� ��'�&/) �� � � ������ �� ����������� � ��������� �� ����� � ��� � ������ � � ������� !� ��� ��� ������� �� ����� ����� ���� ��-����� �� ���� �� ������� �� ���������� �� ������� �� �� �� �� ���� � ��� ���� ���������0��� �* �������� � ������� � �����1� ���� � � �� �� � ����������� ���� �� ������ � �� ������ �� � ��������� �� � ������� �� ������� � ��� ����� �� � ������ ������� ������ ���� ���� � �� �������� ��� �� �� ��� ������� �� ���� �� �� ��� ����� � � ��������� ������ � ��������� ��� �� � ���� �� ���� �� �� �� ���� � �� ����� ���� �� �� ����!� ����������� ����� � ���� � + �� 2� 0 3��4�

����� '������ 5� �� ����) '26 �%) �� �� �� � ���� �����2����� 2����� ������ ���� �� 789����� ��� �� �� ����� �� � �� ������� !� ���� ������ ����� � �������� ����� '3%�) ��� � � ���� ����� ��� :�2 � � ����� �� ������ �� ����� ��� �� �� ��� �� �� �� ����� �� ��� ��� � ��������� � � � ����� ��� � ����� ������ ������ �� �� � ���� '� ; 2< ��)� �� ����� �� ��� ��������� ����������� �� �� ���� ���� � �� ����� ���� ����� �� �Æ �� �� ������ �� �� ������ �������� !������� � ���� ����� �� � � ������ ���� �� � �� �� 6�2 ��

9�*� �� ��'�&�$�� ��*��& ( �0#���&��$�� )�$�# ( � &��)��1��* �((�)��� ,��5)��$$��� # ����+� ��*'$�

�6�168����������!1�� '$$#:��%%%�� �� �*���

Page 2: Determining particle size distribution and refractive index in a two-layer tissue phantom by linearly polarized light

�� ������� ������ ������� � � �� �� � � � � ������� ��� ��

� � ������� !� � ������� ���*��������� � �� ������ �� ���� �� ������ ������ ����� � ����� � �� �������� � ����� ��� �� �������� :�9 ��� �� ��������� !������� � �� � ��������� � � ������ ���� ��� ����� ��� �� � � �������� ���� � 28<9� 26=6 � ��� 29 � � ������������������� ��� �� '((/) ������ '�� ������ ������������ �29!>)�0� �������� � ���� �� � ��� � ���� ������� � �� �����

����� ���� �� ��� ����� ��� � �� ��� �� ���� ���� ������������ ���� �� ������ ������ ������ !� � ���� ����� �� �� ���� � �� ��� ��������� � �� ��*� �� �� �������� �� ������ �� �� �� ���� � �� � � ������ ����� ��� � � ������ ��� �� ����� �� ���������� ������ ��� ����� ���� � � ����� �� ���*������� �� � ���� �� �� ���� ��������� �� �� ������� �� ����� ��� �� ���� � ������� ������ �� �� ������� �� ������ !�� �� �� ��� ����� � ���� ��� �� �� ����� ������� ���� � ��� �� ����� ��� ���� �� ���� � ��� +�� ��� �� ���� �� ��� ������������ ��� ����� � � � ��� �� ��� �������� �� .��������� �

����� + ��� �� �� ���� ����� ��� � ��� �� �� ��� ����� ��� ����� � ; 6Æ � <6Æ �� �� ���� � �� ������ �� � �������� �� � ��? �� ��������� � �� ���� ��� �� ���

���������� � � ������ � ��@26� �������� ���������� ��������� ���� �� ��� ����� �� �� ������ ������

��� =6� �� �� � �� ������� �� ������ ��� �� ������ ����� ��� ��������� ��� ����� �� �� � ��� ����� ��� �� �������� ���� � �� ������ ����� �� �������� �� 96� ���������� � �� ����� �� �� 4��� �� �� ���� ����� ��� �

������� ��� � ��� �� � ; <6Æ �� ��������� � �� ����� ���� � �� ���� �� ��� ����� ��� ���� ���� ��� ���������� �� ���� �� ������ ����� ��

��� �� �� &������� �� ��

������ ����� �� ����������� ���� �� � ��� � ���

A� ; ������ B ����� �� � � ���

��� �� � � ������� '2)

(��� ��� �� ����� ���� � � � �� � ������ ����� ��� �� ���� � �� � � ��������� ��� �� ��� ����� � ����� �� �� � � ��� ����� ���� ��� � ����� AC� ��� ��������� �� � �� � ��������� ���� ��� � ����� AC� 0������ �� �� � � ����� �� ����� �� ��� � �������� �� ������� ��� �� �� �� �� ���� � �� � ��� � ��� ��

����'� �� ) ;��

���

��

�D�

���

�D��

�E���� � ���� ����

��B � �� �����

��B9 ���� � � �� � ��� ,�'���

� )F� '9)

���� ��') ��� ��') ��� ���� ���� ����� ��� ����� ��� � �����? � �� ���*������� �� ������ �� ��� ����� ����� ����� �� ���� � �� ��� � ����� � ���� � ����� �������� ������ ������ �#��� �� ���� AC� � 6 ��� � �� ������ � � �� �� �� ��������� �� ���� � ������� � ��� ����� ����� &��� �� ���� ���� ��� ������� �� ������������ A� � � ��� ��

����'� �� ) ;��

���

���

��

���

��

E���� � ���� ����

��B � �� �����

��

B9 ���� � � �� � ��� ,�'����

� )F�'�) � � ���� '8)

���� �� ��� �� ��� � �� � ��� ��� �� �����? � ��� � ���������� �� ��� � ����� �����? �'�) � �� �&/� 0 5���� ��� �� � ��� ��� �� ��� ������� � � � ������ �� ��� ��� ��� ����������� ��� �� ���� ����� ��� � ��� �� ���������� �� ������� ����� ������� ���� �� ��������� ����� ����� �� �

��� ��� ; �����������'� �� ) B ����������'� �� )� '=)

�� ����� �� �� � ���� � �������� �� �� �� ���� � �� ������ �� �� � � ������� �� ��� ������ ������ �� �� $#�'2) �� �� ��� ���������� ������ �� �� ������� ����� ������ ��� ��

����'� �� )

��� ���;

������ B ����� �� ���� ���

���

��� �� �

��� ���

; �

���

��

���

��

E���� � ���� ����

��B � �� �����

��

B9 ���� � � �� � ��� ,�'����

� )F�'�) � � ���� '�)

���� � � � �������� ������� �� �� ����� ������ �������� ����� ������ �����������!� ���� ��������� ����� � ���� ��� �� ������ �� ���

������ �� ��� �� ��� ������ ! � ������ �� ���������������� �� �� � �� ��������� �� �� ������ �� �� � ������ ������� �� ����*��� +��������� �� ������� ������� �������� ����� ��� �� ����� �� � � � ��� �� �� ����� ����� �� �� �� � ���� ����� ����� �� � �������� �� ��������� �� ����*�� ���� �� � �� ����� �� � ���� �� ���������� ���������!� ���� � � �� �� ��� ����� ���� ����� ��� ������

� � �������� %� ����� �� ���� �� ������� ��� �� � ���� ����������� ������ '/�*� &� ��� � � (��) �� 3�:������ ���� � �������� ������� �� ��������� ���� �� �� ��� ���* ����� �� ������ � ��96� ��� �� !� ������������ ��� ������ �� �� �������� �������� ��� ������� ������ ���������� ���� ��������� ���� � ��������� ������� � �� ���� � ������ �� < �� ��� � �������� ���� �� �� �� 6�6< �� ����������� ������ � � � ��� ���� �*���� �� 2 �� �� ��� ������ !� �������� ����������� �� � �� � � �� � ������ ��� ��� �� ������� ��������������� !�� �� �������� ��������� ��� �������� ����� ��������� ��� ���������� ��� ��� ������ ����+ ���� 9 ���� �� � ������� �� � ���� ��� �������������� �� �� � � ����� ��� �� ���� � �� � ��� ��� ������ ������� �� ����� !� ����� ������ ������ ��� ����� ��������� � � �� ���������� ����� 0����� �� ���� � ������� �� � ���� A� �� �������1� � �� ����������� �� �� ��� ����� �� ������� �� ���� ��� �� ����������� ����� � ����� �� ����� �� ������ �� �� $#� '8)� !�������������� � �� � ��� ��� ��� ��� ���� � + �� 8�!� ����������� �� ���� ��� � �� �� �� ����� �� � �

���� ��� ������ �� ��������� ����� ����� � � 3�:������� !� ���� � ������ ��� �������� ��� �� �� ������� ��� ����� ���� �������� �� � �� � ��������� %����� ��� �� ���� � ������ �� ����� �� ; 2G �� ��������� ��� �� �� �� ; 2�= ��� �� ���� � ������ �� ������� ; 87 �� �������� ��� �� �� �� ; 2��� 0� ������

Page 3: Determining particle size distribution and refractive index in a two-layer tissue phantom by linearly polarized light

������� ��� �� � � �� �� � � � � ������� ������ ������� ��

9�*� � � &#���) � ( $'� &��)��� �((����$��� )�*��� ;�

( # ��)$����� )#'���) $ $'� #�� ��$� � �$� ,�)� � 3��$'� �� �������$� ��

9�*� 7� � &#���) � ( &��� )#'���) ��. �0$���$� (� & ;�

$ $'� )$�� �� ��. #� �� � ,� $'� &���(��$�����

�� ����� ����� ���� ���� �� ������� ��� �� 3�:� ������ � � � 2� 0� �� ���� ��� � ,��� E8F ����� � ������� ���� ����� � ��� �� � ��� ��� �� �������� ���������� ������ �� � ������� � � ��� ��� �� ��������� ��� ������������� � ��� ���� ��� ����� � !� ������� ������������� ������� ��� ��� ����� ����� ������� �� ������ ��������� ����� ����� �� ������� �� �� ����� ������� &� �����*������� �� ����� �� � �� ��� � � ������� �� �� ������ � �� � � ����� ���� �� ��� �� ������� �� ���� ������� �� ; 2�=8@2�=� �� ������� �� ���� �� �� ��������� �� ��� � �� ; 2�87@2�8������ + ���� = ���� ��

9�*� �� � &#���) � ( $'� &��)��� �((����$��� )�*��� ;�

( ���� ����) $ $'� #�� ��$� � �$� ,�)� � 3�� $'� ���������$� ��

9�*� !� ���� ����) )�+� �)$��,�$� �) �0$���$� (� & ;� �� �)$�&�$� (� & $'� (�� ��)����� &��� )� #� &��)���&��$�

�������� � ������� �� � ���� ��������� �� �� ��� ������0����� �� �� �� � ������� �� � ���� �� ����� �� ���������� ���� � ������ � ; 2��G �� �������� ��� �� �� � ;2�9 ����� �� ������� �� ���� � ; 2�29 �� ���� � + ���� !��� ������� ��� � ���� ��������� � � � �������������������� / ��������� ����� �� ���� ����� �� �� ������� � � ��� �� �� ��� �� �������� �� �� ��� ���������� ��� ����� ��� ����� �� ����� �� �������� ������� �� ���� �� �� �� ��� ����� �� �� ��

� ���� � �� �� ��� � ������������ ������� ������� ������� �� ����� � �� � ��� ��� �� �������� ��� �� ������� �� ������� �� ���� �� ����� � ����� �� ����� ������������ !� ������������� � �� � ��� ��� �� ������������ � � ����� � � ���� ��������� � � ���� ����� ��� ���� ���� ����������� ������� "�� ��� �������� � �� ������� �� ������� ���� � �� � ��� ��� �� �� ���� ��� �� �� �����

! � ���* ��� ���� �� ��� �� �� >�� :����������� . ���� ��� ����� �� �� � � ���� �� $����� ��3������ H� ���� �� �� &� ���� ��� !��������� ! �������� ��� ��������� �� �� 4�� ���� 4������ &� ����+������ �� �� ( �� '4�� 86=G6=76 ��� 769G�62G)� !������ ����� � *� �� ���* ��&� ,� 3� �� ����� � ��� ����� ���� ��� /�� I�J ��� : � ��� ���������� ����� � �� �� 3�:� ������ J� :�� � �� ����� �� ��� ���������������� ����� �� ��������� � ���� � ������� � #���K�� �������������

���������

�� �� �� <���� �� �� �� ��# +'��5 ��� �� �� ����'��� ���� =�*��� ��� �� 3� >���5 � �� �� ?� <�&��)5�� �� @��� # ��� �� �� �� �� ���$+� �#$� �0#��)) ��� 6�6-��/�

� <�1@� ���*� �� ���'�� )1< �$�&� 3� 9 ����� ?� 3��#������ ����*� �� 3� �� .�)� ��� �#$� �0#��)) ��� 7�6�-��7/�

7� �� �� �����&��� �� @��5&��� 3� "������� >� = �� )� ��3�� '����� ?� ��)��$� �� �'��� )� 3� ������� �� ��&�� ����&�� � �� �$+5��� �� ��� .�&� �� 3� ���%( � � �� 3��� 9�� � �'�)� ���� ��$$� �� 6 -�88A/�

�� 3� @� "������� �� �� �����&��� �� @��5&��� �� 3� ���%1( � � 3� 9�$+&������� 3� ������� <� @� �+� �*��� �� ���'��� )� �� �$+5��� �� .�)���� �� ��� .�&� �� 3� �� 9�� �>�)$� ��$�� � *� ��� 66 -���/�

!� �� @��5&��� �� >��B��� <� @� �+� �*��� �� �$+5��� ���� .�)���� �� �� �����&��� �� 3� �� 9�� � ���� �� ����

Page 4: Determining particle size distribution and refractive index in a two-layer tissue phantom by linearly polarized light

� ������� ������ ������� � � �� �� � � � � ������� ��� ��

� #� C���$�& ����$� �� �� ���8 -�888/�

� �� @��5&��� 3� @� "��������� �� �����&��� �� �� ?��� $��� >��B���3� >� 3D������ C� ='��*� >� = �� )� �� <������� 3�>�������� �� �'�#)'��� �� ��� �+� <� @� �+� �*����� 3� ���%( � � 3� 9�$+&������� �� <�,���� �� �� ������3� ������� �� �� .�)���� �� �$+5��� �� ��� .�&� �� 3��� 9�� � ��$��� ���� 7! -���/�

6� �� �� >��B��� �� @��5&��� �� �� �����&��� �� >� �*�51 � �� <� @� �+� �*��� �� �$+5��� �� �� .�)���� �� 3� ��9�� � ��$��� 3� ����� �� ��! -���/�

A� �� @��5&��� �� > #��� 3� <���)'��5 �� <� @� �+� �*����� >��B��� ?� "�0� �� >� �*�5 � �� 3� 3������� �� "�@ ��� �� �� .�)���� �� 3� �� 9�� � ���� �� ���� � #�C���$�& ����$� �� �� AA6 -���/�

8� �� .��+�5� 3� >������ � �� � ������ �� @ �5 � ?� 3��#������ 3�������� 3� 9 ����� �� �� ���'�� )1< �$�&� ��@� &� � �#$� � 6 -��7/�

��� 3� @��$��$$ �� �� ����*� �'�)� ���� � ��� �7�8�-��/�

��� �� ����*� �#$� � &&��� ���� 68 -��7/�

�� ?� ?&����5� 3� �� �� @�� � �� ?� @��*��)� �� �� �� ��3� �$����, �*� ?##�� �#$� ��� ��8! -��7/�

�7� E� .��*� �� ��� C� �� � �� C� ��� �� �� ���� ������ -��!/�

��� �� �� 3 ����$� �� 3� � '�) �� �� �� �� 9������ ?##���#$� ��� !��� -���/�