文 献 综 述

1. 选题背景

CCD（Charge Coupled Device）即电荷耦合器件，它是20世纪70年代初期发展起来的新型半导体光电成像器件。CCD的概念最早是由美国贝尔电话实验室的W.S.Boyle和G.E.Smith于1970年提出。二位在一段时间的研究之后，建立了以一维势阱模型为基础的非稳态CCD的基本理论。30多年以来，随着新型半导体材料的不断涌现和各种器件细微化技术的日益完善，CCD器件及其应用技术都在快速发展并且取得了惊人的进步。

目前来说，CCD应用技术已经成为集光学、电子学、精密机械与计算机技术为一体的综合性技术，在现代光子学、光电检测技术以及现代测试技术等领域中硕果累累。

在散射介质环境下获得物体的清晰图像，这在许多方面都具有重要的意义，比如穿透云层和战场中的硝烟对敌我双方的飞行器或战场状况进行成像分辨、对磨砂玻璃的另一侧物体进行成像、穿透皮肤对人体内部组织结构进行成像等^[1]。自从大约100年前医学诊断开始使用x射线以来^[2]，越来越多的物理技术应用于医学中，例如检测、诊断治疗和成像，像XCT、核磁共振成像、X射线成像、放射性同位素成像等，然而这些传统技术都存在一定的局限性^【3】，因此我们急需寻求新的方法去解决这些问题。近来，越来越多的人开始关注如何在散射介质环境下获得物体的清晰图像这个课题。

2. 研究现状

目前国际上使用红外和近红外光波进行医学成像、诊断和治疗及检测的研究者主要有：Chance和Yodh领导的美国Pensylvania大学的光成像和光谱研究小组；Alfano领导的纽约城市大学的超快光谱和激光研究小组；MIT的George R．Harrison光谱学实验室和MIT电子工程和计算机科学系的Fujimoto小组；Texas大学的Wang和Cote等人；Sevick#8212;Muraca所在的普度大学化工学院光传输研究室；英国帝国学院的Blackett实验室的应用光学小组；英国城市学院的近红外成像小组；日本Hokudai大学散射介质的光传输与成像研究组；德国RWTH Aachen的光CT(Optical Tomography)研究组等，这个领域的研究在国际上正处在方兴未艾的大发展时期^[4]。从目前CCD技术的发展趋势来看，CCD将向高分辨力、高速度、微型化、多光谱、紫外、X射线、红外等方向发展。

3. 光在散射介质中的传输研究

光在散射介质的传播遵循麦克斯韦方程，我们无法直接求解方程，因此人们用光子传输的玻耳兹曼方程来描述散射介质的光传播^[5~7]。现在人们将它用于医学方面并结合具体问题提出新的理论和方法。研究散射介质的光传输理论是为了更好地研究散射介质中的成像。

4. 物体在散射介质中的成像研究