주파수 영역 분광법을 이용한 다중산란 매질의 광학계수 측정

Measurement of optical coefficients of multiple scattering media by using frequency domain spectroscopy

  • 전계진 (삼성종합기술원 의료전자랩) ;
  • 윤길원 (삼성종합기술원 의료전자랩) ;
  • 김건식 (연세대학교 이과대학 물리학과) ;
  • 전성만 (연세대학교 이과대학 물리학과) ;
  • 박승한 (연세대학교 이과대학 물리학과)
  • 발행 : 1999.10.01

초록

다중산란매질의 광학계수를 측정하기 위하여 광세기의 변화와 위상차이를 동시에 측정하는 주파수 영역 분광장치를 구성하고, 산란과 흡수가 다른 매질 조건하에서 진폭 변조된 광을 입사시킨 후 후방 산란광의 교류 및 위상지연 성분을 heterodyne 검지 방법을 이용하여 측정하였다. 실험을 통하여 산란자와 흡수체의 농도가 증가함에 따라 흡수계수와 수송산란 계수는 선형적으로 증가함을 확인할 수 있었으며, 흡수계수와 수송산란계수를 확산이론을 이용하여 구할 수 있었다. 광원과 검출기의 거리, 변조주파수에 따라 측정 가능한 광학계수의 범위를 분석하였다. 레이저 다이오드를 사용하는 소형화된 이 장치는 생체조직과 같은 다중 산란매질의 비침습적 광학계수 측정에 이용될수 있으리라 기대된다.

A frequency domain spectroscopic system was constructed to investigate the optical properties of multiple scattering media. The alternating current (AC) and phase lag components of backscattered light were measured by using the heterodyne detection method. Absorption and transport scattering coefficients were computed from the values based on diffusion theory. Predictions showed excellent matches in comparison with actual values of absorption and scattering. Predictable ranges of the optical coefficients were analyzed in terms of the distance between light source and detector, and modulation frequencies. A proposed compact experimental set-up using laser diodes can be utilized to estimate non-invasively the optical properties of multiple scattering media such as biological tissues.

키워드

참고문헌

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