介質(zhì)的屬性（例如折射率、粒子尺寸和濃度等）決定了散射的平均自由程和概率角分布。散射模型改變光的傳播方向，最終導(dǎo)致光線偏離入射光方向。散射介質(zhì)會(huì)使入射光形成新的遠(yuǎn)場(chǎng)分布，在不考慮吸收效應(yīng)的情況下，所有方向的散射光的強(qiáng)度與輸入光相同。（本例中為了保證模型的有效性，散射活動(dòng)必須相互獨(dú)立）因此，散射造成光束強(qiáng)衰減是由于輸入方向上光線根數(shù)的減少造成的。

發(fā)生散射時(shí)，光線的散射方向由相應(yīng)的概率分布函數(shù)決定，該函數(shù)最終反映為散射的遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度分布。這也意味著只要追跡足夠多的光線，我們就可以得到較為準(zhǔn)確的散射遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度分布。其中該概率分布函數(shù)也稱作相函數(shù) (Phase Function)，常用的相函數(shù)包括Henyey-Greenstein相函數(shù)、米氏 (Mie) 相函數(shù)和Rayleigh相函數(shù)等。

偏振敏感的散射過(guò)程

通常來(lái)講，相函數(shù)與入射光的偏振相關(guān)[2]。使用Henyey-Greenstein相函數(shù)可以快捷的模擬生物樣本中的散射效應(yīng)，但該函數(shù)不考慮入射光的偏振。在一些散射模擬中，我們需要使用更詳細(xì)的物理模型，例如分析模擬入射光的偏振態(tài)對(duì)米氏散射的影響。本文附件中給出的MSP.DLL散射模型可以準(zhǔn)確模擬米氏散射中的偏振效應(yīng)（準(zhǔn)確模擬每根光線的電場(chǎng)分布）。

在OpticStudio非序列下使用該散射模型需要先將MSP.DLL文件保存在Zemax根目錄下DLL > BulkScatter文件夾中，您可以在非序列編輯器 > 物體屬性 > 體散射(Bulk Physics) > DLL文件散射 (DLL defined scattering) 中調(diào)用MSP.DLL文件：

這里我們使用相函數(shù)圖表來(lái)表示散射分布。下圖給出了不同粒子尺寸（參數(shù)α）和不同偏振態(tài)（參數(shù)L，L=0表示隨機(jī)偏振光，L=1表示線偏光）下的米氏散射示例。在下圖中，光線沿Z軸發(fā)射，其偏振方向（無(wú)論是線偏振還是橢圓偏振）沿Y軸方向。包裹的表面表示各個(gè)方向上的散射概率。從圖中可以看出，相函數(shù)及其表征的散射方向與入射光的偏振態(tài)L相關(guān)。