本书的内容分为两个主要部分：（1）光子在生物组织中传输的基本原理；（2）光学成像。在第一部分，我们首先简单介绍了生物医学光学，然后介绍了单个散射体的理论、光子传输的蒙特卡罗模拟、卷积求宽光束响应、辐射传输方程和扩散理论、混合蒙特卡罗方法和扩散理论以及光学参数和光谱的测量。在第二部分，我们介绍了弹道光成像、光学相干层析成像、扩散光学层析成像、光声层析成像、超声调制光学层析成像。本书可供生物医学光学相关专业作为教材使用，也可供相关研究人员参考使用。
汪立宏，男，美国莱斯大学博士，瑞典隆德大学荣誉博士，美国AIMBE、OSA、IEEE和SPIE会士。现任加州理工学院Bren特聘教授，《生物医学光学》主编，SPIE年度光子加超声波会议主席。编纂了光声断层成像的di一本专著；出版了450篇同行评审期刊文章，赫氏指数达107；发明了功能性光声断层成像和三维光声显微镜。曾获得美国国家卫生研究院的FIRST奖和先驱奖，美国国家科学基金会的CAREER奖，OSA的C.E.K. Mees奖章，IEEE的技术成就奖和生物医学工程奖，SPIE 的Britton Chance 生物医学光学奖，IPPA 的资深奖，莱斯大学的杰出工程校友奖。本书荣获Joseph W. Goodman书本写作奖。
吴新一，男，美国密苏里州立大学博士。曾任美国徳克萨斯州立农工大学生物医学工程系教授，2009年退休。研究领域为X光小角散射理论、生态场论、2型糖尿病治疗控制等。
邓勇，女，华中科技大学博士，现任教于华中科技大学。从事扩散光学断层成像、荧光分子断层成像、低相干散射断层成像、多模式光学分子成像等方面的研究。
江旭，男，华中科技大学在读博士。
洪烨，男，目前在法国巴黎第11大学攻读硕士学位。
骆清铭，男，华中科技大学生物医学工程专业教授，美国AIMBE、OSA和SPIE会士，英国IET会士，国家自然科学基金“生物医学光子学”创新研究群体负责人。曾受聘教育部长江学者奖励计划特聘教授（首批），荣获国家杰出青年科学基金。
前言
第1章 概述
1.1 光学成像的动机
1.2 光在生物组织中的一般行为
1.3 光—物质相互作用的基本物理
1.4 吸收和它的生物学来源
1.5 散射及其生物学来源
1.6 偏振及其生物学来源
1.7 荧光及其生物学来源
1.8 图像的表征
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第2章 单个散射体的瑞利理论和米氏理论
2.1 引言
2.2 瑞利理论简介
2.3 瑞利理论数值计算实例
2.4 米氏理论简介
2.5 米氏理论数值计算实例
附录2A 瑞利理论推导
附录2B 米氏理论推导
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第3章 光子在生物组织中传输的蒙特卡罗模拟
3.1 引言
3.2 蒙特卡罗方法
3.3 问题的定义
3.4 光子的传播
3.5 物理量
3.6 计算实例
附录3A MCML简介
附录3B 概率密度函数
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第4章 卷积求宽光束的响应
4.1 引言
4.2 卷积的一般表达式
4.3 与高斯光束的卷积
4.4 与顶帽光束的卷积
4.5 卷积的数值求解
4.6 计算实例
4.7 CONV简介
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第5章 辐射传输方程和扩散理论
5.1 引言
5.2 物理量的定义
5.3 辐射传输方程的推导
5.4 扩散理论
5.5 边界条件
5.6 漫反射率
5.7 光子的传播方式
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第6章 蒙特卡罗方法和扩散理论的混合模型
6.1 引言
6.2 问题的定义
6.3 扩散理论
6.4 混合模型
6.5 数值计算
6.6 计算实例
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第7章 光学参数的测量和光谱学
7.1 引言
7.2 准直透射法
7.3 分光光度法
7.4 斜入射反射测量法
7.5 白光光谱测量法
7.6 时间分辨测量法
7.7 荧光光谱测量法
7.8 荧光建模
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第8章 弹道光成像和显微术
8.1 引言
8.2 弹道光的特性
8.3 时间门成像
8.4 空间频率滤波成像
8.5 偏振差分成像
8.6 相干门全息成像
8.7 光外差成像
8.8 雷登变换和计算机断层成像
8.9 共聚焦显微术
8.10 双光子显微术
附录8A 全息术
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第9章 光学相干层析成像
9.1 引言
9.2 迈克尔逊干涉仪
9.3 相干长度和相干时间
9.4 时域OCT(TD-OCT)
9.5 傅里叶域快速扫描光学延迟线
9.6 傅里叶域OCT(FD-OCT)
9.7 多普勒OCT
9.8 群速度色散
9.9 OCT的蒙特卡罗模拟
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第10章 穆勒光学相干层析成像
10.1 引言
10.2 穆勒计算与琼斯计算
10.3 偏振态
10.4 斯托克斯矢量
10.5 穆勒矩阵
10.6 旋光器、偏振器和相位延迟器的穆勒矩阵
10.7 穆勒矩阵的测量
10.8 琼斯矢量
10.9 琼斯矩阵
10.10 旋光器、偏振器和相位延迟器的琼斯矩阵
10.11 琼斯矩阵的本征矢量和本征值
10.12 琼斯计算到穆勒计算的转换
10.13 OCT中的偏振度
10.14 串行穆勒OCT
10.15 并行穆勒OCT
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第11章 扩散光学层析成像
11.1 引言
11.2 扩散光学层析成像的模式
11.3 时域系统
11.4 直流系统
11.5 频域系统
11.6 频域理论：基础知识
11.7 频域理论：线性图像重建
11.8 频域理论：一般图像重建
附录11 AART和SIRT
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第12章 光声层析成像
12.1 引言
12.2 光声层析成像的动机
12.3 初始光声压
12.4 一般光声方程
12.5 一般正向解
12.6 δ脉冲激发平板
12.7 δ脉冲激发球体
12.8 有限时间脉冲激发薄平板
12.9 有限时间脉冲激发小球体
12.10 暗场共聚焦光声显微术
12.11 合成孔径图像重建
12.12 一般图像重建
附录12A 声波方程的推导
附录12B 格林函数法
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第13章 超声调制光学层析成像
13.1 引言
13.2 相干光的超声调制机制
13.3 时间分辨的扫频UOT
13.4 并行散斑探测式扫频UOT
13.5 超声调制的虚拟光源
13.6 基于重建的UOT
13.7 法布里—珀罗干涉式UOT
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附录A 光学参数的定义
附录B 书中用到的缩略词
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