Simulación de la transmisión de luz y la conformación del frente de onda en medios turbios con un método de matriz T

Área de la Ciencia:

• Óptica y Fotónica
• Física Computacional
• Óptica Biomédica

Sus antecedentes:

• Las técnicas ópticas a menudo dependen de la interferencia de la luz en medios turbios como los tejidos biológicos.
• La simulación de la propagación de la luz en estos medios es un desafío debido a las dificultades en la representación de las propiedades del medio y los altos costos computacionales.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método de simulación computacionalmente eficiente y físicamente consistente para el transporte de luz coherente en medios turbios.
• Reducir la brecha entre los parámetros de dispersión de mesoescala y las simulaciones resueltas espacialmente.

Principales métodos:

• Acoplamiento de una representación basada en esferas de medios turbios con el método de la matriz T.
• Utilización de la teoría de Mie para diseñar suspensiones de esferas compatibles con los cálculos de la matriz T.
• Simulación de la propagación y el enfoque de la luz en capas difusas y muestras de tejido biológico.

Principales resultados:

• Demostró un método física y computacionalmente consistente y eficiente para modelar el transporte de luz coherente.
• Simuló con éxito la propagación y el enfoque de la luz en secciones gruesas de tejido biológico (800 µm).
• Permitió simulaciones deterministas de óptica coherente en los regímenes balístico, cuasi-balístico y difusivo.

Conclusiones:

• El método de simulación desarrollado facilita la modelización precisa de fenómenos coherentes en medios turbios.
• Esta herramienta puede ayudar al avance de las técnicas ópticas para aplicaciones en tejidos biológicos y otros materiales dispersos.