>>  前言  <<

穆勒偏振测量作为一种非标记、无损伤检测技术，能够提高组织浅表层对比度，同时能反映散射介质微观结构，并且对亚波长微观结构变化十分敏感，在生物医学，特别是肿瘤检测领域表现出独特的优势。用光学参数定量诊断病变组织是当前生物医学光子学领域中研究的热点问题。

穆勒偏振仪能够测量穆勒矩阵，其主要由照明臂与探测臂两部分组成，照明臂通过一个线偏振片与两个液晶可变延迟器可以产生任意偏振态的光，入射光照射到待测样品表面发生散射，来自样品的背向散射光进入探测臂，先后经过透镜、分束器、两个液晶可变延迟器、线偏振片，最后经过一个成像透镜，在CCD处进行成像，通过改变起偏器件和检偏器件可以获取携带样品微观结构信息的穆勒矩阵。光源波长选择785 nm，这与对组织诊断有利的波长范围保持一致。

系统原理图

    穆勒矩阵包含样品微观结构的全部偏振特性，但通过破译组织穆勒矩阵提取组织微观结构的信息仍然是一个具有挑战性的工作，如何进一步理解组织偏振特性与其微观结构之间的相关性，特别是它们的排列整齐程度是目前依然面临的一项困难。

>>  研究背景  <<

生物组织包含许多细长的纤维及纤维状大分子，比如皮肤和肌腱中含有的胶原纤维、骨骼肌含有的肌原纤维，还有角蛋白、轴突等等，这些纤维组织以一定的方式排列，表现出一定程度的各向异性，通过双折射表现出来，双折射可以通过偏振光观察到。

源于穆勒偏振测量技术在肿瘤检测领域表现出独特的优势，研究人员希望将其应用于癌症诊断与治疗，而许多病变的发生伴随着纤维结构的改变，纤维结构信息包含于穆勒矩阵之中，分析穆勒元素与纤维微观结构之间的关系目前仍然存在挑战。

许多研究人员尝试用各种数学分解方法提取参数来揭示穆勒矩阵的物理意义。目前比较流行的是Lu和Chipman提出的极分解方法，这一方法以系统可交换为前提，简单易于理解，被广泛应用于组织光学领域，对诊断产生了一定的价值。然而由于生物组织并非单一特性的退偏器或延迟器等，使用这种方法并不能解决根本问题。目前还有3个流行的研究分支：