Akustooptische Tomographie in trüben Medien mittels Photonenkorrelationsspektroskopie:
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| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2003
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| Edition: | Als Ms. gedr. |
| Series: | Fortschrittberichte VDI
Reihe 17, Biotechnik ; 232 |
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1 Einleitung 1
2 Theoretische Grundlagen 4
2.1 Akustik 4
2.1.1 Mathematische Beschreibung von Schallwellen 4
2.1.2 Ultraschall 7
2.1.3 Schallfeld 8
2.1.4 Wandlertechnik 11
2.1.5 Betriebsarten 11
2.1.6 Anpassung der elektrischen Impedanz 12
2.1.7 Wellenausbreitung in verschiedenen Spezies 12
k 2.2 Optik 14
2.2.1 Laser 15
2.2.2 Koharenzbedingung 16
2.2.3 Absorption 17
2.2.4 Elastische, statische Streuung 17
2.3 Akustooptik 21
2.3.1 Modulation des optischen Brechungsindexes 21
2.3.2 Druckabhangigkeit des Brechungsindexes 21
2.3.3 Beugung des Lichts am Phasengitter 23
2.3.4 Coupled Wave Theory 24
2.3.5 Grenzbedingung diinnes/dickes Gitter 27
2.3.6 Debeyc-Sears-Beugung 28
2.3.7 Bragg-Beugung 30
2.3.8 Beugung an fortlaufenden Ultraschallwellen 31
2.3.9 Markierung von Licht 33
2.3.10 Speckle-Modulation 34
2.3.11 Weitere akustooptische Phanomene 37
2.4 Photonenkorrelationsspektroskopie 39
2.4.1 Autokorrelation 39
2.4.2 Arbeitsweise des Korrelators 40
2.4.3 Korrelationsfunktion eines Partikelensembles untcr Brownscher
Molekularbewegung 40
2.4.4 ^Correlation periodisch modulierter Signale 43
2.5 Mammographie 45
2.5.1 Inhomogenitaten der Mamma 45
2.5.2 Statistik Brustkrebs 45
2.5.3 Nicht invasive Diagnosemethodcn 46
2.5.4 Diagnosemethoden im Forschungsstadium 47
2.5.5 Optische und akustische Kigenschaften von Gevvebe 51
3 Literaturiibersicht... 54
4 Monte-Carlo-Simulation 58
4.1 Modellkonzept 58
4.2 Laser 61
4.3 Streuung 63
4.4 Absorption 67
4.5 Ultraschall 69
4.6 Detektion 70
4.7 Targetortung 72
5 Specklemodulation 75
5.1 Aufbau des Versuchsstandes 75
5.2 Auswertung der Messungen 87
5.3 Vorversuchsreihen 89
5.3.1 Strahlungsflussdichteprofil des Beugungsmusters 90
5.3.2 Ultraschallfeld 92
5.3.3 Bestimmung des Extinktionskoeffizienten 94
5.4 Targetortung 97
5.4.1 Qualitative Beschreibung 97
5.4.2 Targetortung ohne Ultraschall 99
5.4.3 Targetortung mit Ultraschall 101
5.4.4 Ortung von zwei Targets 102
6 Messung der Frequenzverschiebung 104
6.1 Briilouinstreuung 104
6.1.1 Isobare Fluktuationcn 105
6.1.2 Isentrope Fluktuationcn 106
6.1.3 IntensitatsverhaltnisRayleigh/Brillouin 108
6.1.4 Stimulierte Briilouinstreuung 109
6.2 Fabry-Perot-Interferometer 110
6.3 Experiment 117
6.3.1 Modifikation Versuchsstand 118
6.3.2 Fabry-Perot-Scan im Zeitbereich 122
6.3.3 Autokorrelation FPI-Scan 123
6.3.4 Stabilitat des Fabry-Perot-Interferometers 124
6.3.5 Fremdlicht und Ultraschallmodulation 126
7 Zusammenfassung und Ausblick 127
Literaturverzeichnis 129
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