Аннотация:
При измерении оптических свойств жидких светорассеивающих образцов кюветная стенка и толщина образца могут нетривиальным образом влиять на экспериментальные результаты. Предложен способ учёта кюветной стенки в случае тонкого слоя образца и широкой кюветной стенки при расчёте коэффициентов диффузного отражения и пропускания в рамках одномерного уравнения переноса излучения. Проведено сравнение с экспериментальным спектром модельной окрашенной суспензии. Показано, что учёт кюветной стенки позволяет объяснить наблюдаемое экспериментально неполное попадание рассеянного излучения в интегрирующую сферу. Показано хорошее соответствие экспериментального и рассчитанного спектра при предварительном определении фактора анизотропии в области прозрачности красителя.

Ключевые слова :
мутные среды, химический анализ, полное внутреннее отражение, интегрирующие сферы, спектроскопия, метод сферических гармоник.

Цитирование:
Нелюбина, Н.В. Особенности обработки спектров окрашенных суспензий в кюветах с толстыми стенками / Н.В. Нелюбина, О.Н. Булгакова, А.А. Звеков, А.В. Каленский // Компьютерная оптика. – 2016. – Т. 40, № 4. – С. 508-515. – DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-4-508-515.

Литература:

1. Ажаронок, В.В. Влияние степени белизны и уровня люминесцентного фона бумаги на видность средств защиты бланков и документов / В.В. Ажаронок, Л.С. Корочкин, В.Н. Кнюкшто // Журнал прикладной спектроскопии. – 2012. – Т. 79, № 2. – С. 255-259. – ISSN 0514-7506.
2. Skytte, J. Discriminating Yogurt Microstructure Using Diffuse Reflectance Images / J. Skytte, F. Møller, O. Abild–gaard, A. Dahl, R. Larsen // Applied Spectroscopy. – 2015. – Vol. 69(9). – P. 1096-1105. – ISSN 0003-7028.
3. Liu, W. Online variety discrimination of rice seeds using multispectral imaging and chemometric methods / W. Liu, Ch. Liu, F. Ma, X. Lu, J. Yang, L. Zheng // Журнал прикладной спектроскопии. – 2016. – Т. 82, № 6. – С. 993-999. – DOI: 10.1007/s10812-016-0217-1.
4. Юшков, А.Н. Оценка устойчивости плодовых растений к дестабилизирующим воздействиям на основе анализа спектров отражения листьев / А.Н. Юшков, Н.В. Борзых, А.И. Бутенко // Журнал прикладной спектроскопии. - 2016. – Т. 83, № 2. – С. 323-328. – ISSN 0514-7506.
5. Лысенко, С.А. Экспресс-анализ гемоглобинов цельной крови методом светорассеяния / С.А. Лысенко, М.М. Кугейко // Журнал прикладной спектроскопии. - 2013. - T. 80, № 3. – C. 432-441. – ISSN 0514-7506.
6. Лысенко, С.А. Метод расчета коэффициента диффузного отражения света от глазного дна / С.А. Лысенко, М.М. Кугейко // Журнал прикладной спектроскопии. – 2016. – Т. 83, № 3. – С. 419-429. – ISSN 0514-7506.
7. Петрук, И.Г. Спектрофотометрический метод дифференциации меланомы кожи человека. II. диагностические характеристики / И.Г. Петрук, A.П. Иванов, С.M. Кватернюк, В.В. Барун // Журнал прикладной спектроскопии. – 2016. – Т. 83, № 2. – С. 284-292. – ISSN 0514-7506.
8. Гираев, К.М. Спектры поглощения и рассеяния света тканями желудка при патологии / К.М. Гираев, Н.А. Ашурбеков, М.А. Лахина // Журнал прикладной спектроскопии. - 2011. - T. 78, № 1. - C. 104-113. – ISSN 0514-7506.
9. Башкатов, А.Н. Оптические свойства биологических тканей брюшины в спектральном диапазоне 350–2500 нм / А.Н. Башкатов, Э.А. Генина, М.Д. Козинцева, В.И. Кочубей, С.Ю. Городков, В.В. Тучин // Оптика и спектроскопия. – 2016. - Т. 120, № 1. – С. 6-14. – DOI: 10.7868/S0030403416010050.
10. Братченко, И.А. Гиперспектральная визуализация патологий кожи в видимой области / И.А. Братченко, М.В. Алонова, О.О. Мякинин, А.А. Морятов, С.В. Козлов, В.П. Захаров // Компьютерная оптика. – 2016. – Т. 40, № 2. – С. 240-248. – DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-2-240-248.
11. Крайнов, А.Д. Оптические свойства биотканей мыши и моделирующих их оптических фантомов / А.Д. Крайнов, А.М. Мокеева, Е.А. Сергеева, П.Д. Агрба, М.Ю. Кириллин // Оптика и спектроскопия. – 2013. – Т. 115, № 2. – С. 227-234. – DOI: 10.7868/S0030403413080138.
12. Johnson, T.J. Intensity-Value Corrections for Integrating Sphere Measurements of Solid Samples Measured Behind Glass / T.J. Johnson, B.E. Bernacki, R.L. Redding, Y.-F. Su, C.S. Brauer, T.L. Myers, and E.G. Stephan // Applied Spectroscopy. – 2014. - Vol. 68(11). - P. 1224-1234. – DOI: 10.1366/13-07322.
13. Prahl, S.A. Light transport in tissue [Электронный ресурс] / Ph.D. Thesis, Univ. Texas at Austin, 1988. – http://omlc.org/~prahl/pubs/abs/prahl88.html (дата обращения 28.07.2016)
14. Звеков, А.А. Расчет оптических свойств композитов пентаэритриттетранитрат – наночастицы кобальта / А.А. Звеков, А.В. Каленский, Б.П. Адуев, М.В. Ананьева // Журнал прикладной спектроскопии. – 2015. – Т. 82, № 2. – С. 219-226. – ISSN 0514-7506.
15. Звеков, А.А. Моделирование распределения интенсивности в прозрачной среде с Френелевскими границами, содержащей наночастицы алюминия / А.А. Звеков, А.В. Каленский, А.П. Никитин, Б.П. Адуев // Компьютерная оптика. – 2014. – Т. 38, № 4. – С. 749-756. - ISSN 0134-2452.
16. Каленский, А.В. Оптические свойства композитов на основе прозрачной матрицы и наночастиц меди / А.В. Каленский, А.А. Звеков, А.П. Никитин, Н.В. Газенаур // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2016. - Т. 59, № 2. - С. 87-94. - ISSN 0021-3411.
17. Каленский, А.В. Влияние длины волны лазерного излучения на критическую плотность энергии инициирования энергетических материалов / А.В. Каленский, А.А. Звеков, М.В. Ананьева, И.Ю. Зыков, В.Г. Кригер, Б.П. Адуев // Физика горения и взрыва. – 2014. – Т. 50, № 3. – С. 98-104. - ISSN 0430-6228.
18. Исимару, А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах / А. Исимару. – М.: Мир, 1981. – Т. 1. – 202 с.
19. Edjlali, E. Analytical solution of the simplified spherical harmonics equations in spherical turbid media / E. Edjlali, Y. Bérubé-Lauzière // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. – 2016. – Vol. 182. – P. 112-118. – DOI: 10.1016/j.jqsrt.2016.05.025.
20. Machida, M. The Green s function for the radiative transport equation in the slab geometry / M. Machida, G.Y. Panasyuk, J.C. Schotland, V.A. Markel // Journal of Physics A. – 2010. – Vol. 43(6). – P. 065402. – DOI: 10.1088/1751-8113/43/6/065402.
21. Адуев, Б.П. Исследование оптических свойств наночастиц алюминия в тетранитропентаэритрите с использованием фотометрического шара / Б.П. Адуев, Д.Р. Нурмухаметов, Г.М. Белокуров, А.А. Звеков, А.В. Каленский, А.П. Никитин, И.Ю. Лисков // Журнал технической физики. – 2014. – Т. 84, № 9. – С. 126-131. - ISSN 0044-4642.
22. Panasyuk, G.Y. Radiative transport equation in rotated reference frames / G.Y. Panasyuk, J.C. Schotland, V.A. Markel // Journal of Physics A. – 2006. – Vol. 39(1). – P. 115-137. – DOI: 10.1088/0305-4470/39/1/009.
23. Адуев, Б.П. Определение оптических свойств светорассеивающих систем с помощью фотометрического шара / Б.П. Адуев, Д.Р. Нурмухаметов, А.А. Звеков, А.П. Никитин, Н.В. Нелюбина, Г.М. Белокуров, А.В. Каленский // Приборы и техника эксперимента. – 2015. – № 6. – С. 60-66. - ISSN 0032-8162.
24. Bashkatov, A.N. Optical properties of human stomach mucosa in the spectral range from 400 to 2000 nm: prognosis for gastroenterology / A.N. Bashkatov, E.A. Genina, V.I. Kochubey, A.A. Gavrilova, S.V. Kapralov, V.A. Gri­shaev, V.V. Tuchin // Medical Laser Application. – 2007. - Vol. 22. - P. 95-104. – DOI: 10.1016/j.mla.2007.07.003.
25. Тучин, В.В. Оптика биологических тканей. Методы рассеяния света в медицинской диагностике / В.В. Тучин. - М: Физматлит, 2012. – 812 с. – ISBN: 978-5-9221-1422-6.
26. Башкатов, А.Н. Оптические свойства тканей толстой кишки человека в спектральном диапазоне 350-2500 нм / А.Н. Башкатов, Э.А. Генина, В.И. Кочубей, В.С. Рубцов, Е.А. Колесникова, В.В. Тучин // Квантовая электроника. – 2014. - Т. 44, № 8. - С. 779-784. – ISSN 1063-7818.
27. Bashkatov A.N. Optical properties of skin, subcutaneous, and muscle tissues: a review / A.N. Bashkatov, E.A. Genina, V.V. Tuchin // Journal of Innovative Optical Health Sciences. – 2011. - Vol. 4, Issue 1. - P. 9-38. – DOI: 10.1142/S1793545811001319.
28. Shchyogolev, S.Yu. Inverse problems of spectroturbidimetry of biological disperse systems: an overview / S.Yu. Shchyogolev // Journal of Biomedical Optics. – 1999. - Vol. 4, Issue 4. - P. 490-503. – DOI: 10.1117/1.429954.
29. Mourant, J.R. Predictions and meas-urements of scattering and absorption over broad wavelength ranges in tissue phantoms / J.R. Mourant, T. Fuselier, J. Boyer, T.M. Johnson, I.J. Bigio // Applied Optics. – 1997. - Vol. 36, Issue 4. - P. 949-957. – DOI: 10.1364/AO.36.000949.
30. Schmitt, J.M. Optical scattering properties of soft tissue: a discrete particle model / J.M. Schmitt, G. Kumar // Applied Optics. – 1998. - Vol. 37, Issue 13. - P. 2788-2797. – DOI: 10.1364/AO.37.002788.
31. Jacques, S.L. Fractal nature of light scattering in tissues / S.L. Jacques // Journal of Innovative Optical Health Sciences. – 2011. - Vol. 4, Issue 1. - P. 1-7. – DOI: 10.1142/S1793545811001289.
32. Heino, J. Anisotropic effects in highly scattering media / J Heino, S. Arridge, J. Sikora, E. Somersalo // Physical review E. – 2003. – Vol. 68. – 031908 (8 p). – DOI: 10.1103/PhysRevE.68.031908.
33. Kapinus, E.I. Photocatalytic activity of spectro-pure titanium dioxide: Effects of crystalline structure, specific surface area and sorption properties / E.I. Kapinus, T.A. Kha­lyavka, V.V. Shimanovskaya, T.I. Viktorova, V.V. Strelko // International journal of photoenergy. - 2003. - Vol. 5. - P. 160-166. – DOI: 10.1155/s1110662x0300028x.

---

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20