مطالعه عددی ارتباط بین تغییر شعاع باریکه‌های لیزری و بازتاب پخشی آنها از سطح یک بافت زنده

در مطالعه حاضر، با استفاده از روش عددی مونت کارلو، بازتاب پخشی نور لیزر از سطح یک بافت و ارتباط آن با تغییر شعاع باریکه لیزری مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتداء، چگالی شار جزیی خروجی از سطح بافت برای دو باریکه گاوسی، یکی با پهنای بی‌نهایت کوچک و دیگری با شعاع cm 2ر0 با هم مقایسه شده‌اند. سپس، اندازه چگالی‌های شار جزیی خروجی از سطح بافت در دو حالت برای باریکه‏هایی با شعاع‌های 1ر0، 2ر0،  4ر0،  6ر0،  8ر0 و cm 1  محاسبه می‌شود. در حالت اول فاصله شعاعی از راستای مرکز باریکه فرودی در مقدارثابت فرض شده است ولی زاویه خروج فوتون‌ها متغیر است و در حالت دوم زاویه ثابت و برابر در نظرگرفته می‌شود  ولی فاصله شعاعی تغییر می‌کند. نتایج بدست آمده نشان می‌دهند که در حالت اول، باریکه‌‌ای که دارای شعاع cm 4ر0 است بالاترین توزیع چگالی شار جزیی دارد ولی در حالت دوم تقریبا تا قبل از فاصله شعاعی   با افزایش پهنای باریکه چگالی شار جزیی خروجی کاهش می‌یابد ولی بعد از آن روند معکوس می‌شود.

Numerical study of the relationship between the radius change of laser beams and their diffuse reflections from the surface of a living tissue

Using the Monte Carlo method, the present study deals with the diffuse reflectance of laser light from the surface of a tissue, and its relationship with the radius change of the laser beams. At first, there was a comparison, in terms of fractional flux densities output from the tissue surface, between two Gaussian beams, one with an extremely small width and the other with a radius of 0.2 cm. Then, there was a calculation, in terms of the magnitudes of the fractional flux densities output from the tissue surface, for beams with radii of 0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, and 1 cm in two states. In the first case, the radial distance from the center of the incident beam is assumed to be constant at r = 0.4 cm, but the exit angle of the photons is variable. In the second case, however, the angle is considered to be constant (equal to 30°), although the radial distance changes. Findings show that in the first case, the beam with a radius of 0.4 cm has the highest fractional flux density distribution, but in the second case, the output fractional flux density decreases nearly before the radial distance r = 0.2 cm, although after that, the trend is reversed.