资源介绍
这本书是一本关于光在浑浊介质中传播的物理学专著，来自意大利佛罗伦萨大学2017年度博士论文奖获奖作品，原著由佛罗伦萨大学出版社于2018年出版，英文版本在国际上通过ProQuest电子图书馆广泛传播。作者Lorenzo Pattelli在博士阶段围绕"飞秒尺度下的光传输成像"这个相当硬核的课题做了系统深入的研究，所谓的"Wild Side of Diffusion"指的正是那些发生在扩散近似理论边缘的、无法用传统框架简单解释的奇特光学现象。打开目录就能感受到这本书的野心，它不是一本浅显的科普读物，而是从最基础的麦克斯韦方程组出发，逐步推导出辐射传递方程和扩散方程，再将这些理论工具与超快激光实验技术结合起来，探索光在散射介质中传播的细节。书中重点讨论了一种叫做"空间分辨飞行时间光谱"的技术，简单来说就是用飞秒激光脉冲打入浑浊介质，然后精确记录光子在时间和空间维度上的出射分布，通过这种方式反推出介质内部的光学参数。这项技术在生物组织成像、新型光子材料表征等很多领域都有应用价值。实验部分占了相当的篇幅，作者不仅验证了技术的可靠性，还敏锐地发现了传统数据处理方法中容易被人忽视的伪影问题，并提出了一种存在于超薄样品中的全新传输模式，这个发现打破了以往人们认为只有厚样品才需要考虑扩散效应的固有认知。后半部分则更加理论化，作者构建了一个基于蒙特卡洛方法的脚本库，用来系统地研究从弹道输运到扩散输运的过渡过程，以及光在有边界限制的介质中的渐近行为。对于"扩散的野性一面"这个有些俏皮的副标题，作者在书中解释为：当光在极薄或者强散射的极端条件下传播时，标准的扩散近似会失效，必须用更精细的数学工具去捕捉那些被忽略的统计涨落和非高斯特性。附录里还贴心地给出了完整的数学推导过程以及大规模生成指数分布随机数的实用算法，方便读者复现书中的结果。这本书的数学和物理门槛不低，需要读者具备一定的电磁学、统计物理和编程基础，因此最适合光学、凝聚态物理、生物医学光子学方向的研究生和青年研究人员阅读，当然对于任何对光与物质相互作用这个基础问题感兴趣的学者来说，它也是一份很有价值的研究参考。