Monte-Carlo仿真酒精特征波长光子在皮肤中的传输规律及光纤探头设计

作者：罗斯特 卢丽倩 崔若飞 周伟伟 李增勇蒙特卡罗酒精近红外光子传输光纤探头

摘要：用蒙特卡罗（Monte-Carlo）方法研究酒精特征波长的光子在皮肤组织中的传输规律,从而确定酒精光谱的最佳检测距离,为应用近红外光谱进行人体酒精无创检测提供理论依据。通过建立皮肤4层结构模型,确定了在酒精特征波长（1 694 nm、1 735 nm、2 266 nm、2 308 nm）下该模型的光学参数。利用Monte-Carlo方法对该模型仿真可得到结论：1 694 nm、1 735 nm波长光子的最佳检测半径为650μm,2 266 nm、2 308 nm波长光子的最佳检测半径为450μm;半径在200～1000μm之间时,出射点的光子密度随检测半径的增加呈幂函数形式递减,检测到的光子数随检测宽度的增加大致呈线性递增。利用上述结果,设计了用于人体酒精无创检测的光纤探头,选用TE制冷型的InGaAs检测器作为光子检测器。

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