Abstract

The polarization properties of the backscattered light from a turbid medium containing large-diameter (10.143-μm) and small-diameter (0.202-μm) spherical polystyrene particles are studied. It is shown that the difference in the polarization properties of the emerging light that originates at the target and that is backscattered from the medium allows for improvement of image contrast by use of polarized light. Based on the images obtained by the CCD camera, the polarization memory effect with circularly polarized light is demonstrated to have an advantage over the linear polarization technique in imaging a highly reflective target inside a turbid medium containing large particles.

© 2005 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. L. Wang, P. P. Ho, G. Liu, G. Zhang, and R. R. Alfano, Science 253, 769 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. K. M. Yoo and R. R. Alfano, Opt. Lett. 15, 320 (1990).
    [CrossRef]
  4. M. A. O’Leary, D. A. Boas, B. Chance, and A. G. Yodh, Opt. Lett. 20, 426 (1995).
    [CrossRef]
  5. Y. Guo, H. E. Savage, F. Liu, S. P. Schantz, P. P. Ho, and R. R. Alfano, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 10854 (1999).
    [CrossRef]
  6. A. Schmidt, R. Corey, and P. Saulnier, Opt. Lett. 20, 404 (1995).
    [CrossRef]
  7. J. J. Dolne, K. M. Yoo, F. Liu, and R. R. Alfano, Lasers Life Sci. 6, 131 (1994).
  8. B. R. Masters, A. Kriete, and J. Kukulies, Appl. Opt. 32, 592 (1993).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. P. Clemenceau, A. C. Dogariu, and J. S. Stryjewski, Proc. SPIE 4035, 401 (2000).
    [CrossRef]
  10. P. Y. Gerligand, M. H. Smith, and R. A. Chipman, Opt. Express 4, 420 (1999), http://www.opticsexpress.org.
    [CrossRef] [PubMed]
  11. S. Bartel and A. H. Hielscher, Appl. Opt. 39, 1580 (2000).
    [CrossRef]
  12. S. G. Demos and R. R. Alfano, Appl. Opt. 36, 150 (1997).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. S. Morgan and M. Ridgway, Opt. Express 7, 395 (2000), http://www.opticsexpress.org.
    [CrossRef] [PubMed]
  14. G. D. Lewis, D. L. Jordan, and P. J. Roberts, Appl. Opt. 38, 3937 (1999).
    [CrossRef]
  15. G. D. Gilbert and J. C. Pernicka, Appl. Opt. 6, 741 (1967).
    [CrossRef] [PubMed]
  16. J. M. Schmitt, A. H. Gandjbakhche, and R. F. Bonner, Appl. Opt. 31, 6535 (1992).
    [CrossRef] [PubMed]
  17. F. C. MacKintosh, J. X. Zhu, D. J. Pine, and D. A. Weitz, Phys. Rev. B 40, 9342 (1989).
    [CrossRef]
  18. A. D. Kim and M. Moscoso, Opt. Lett. 27, 1589 (2002).
    [CrossRef]
  19. X. Ni and R. R. Alfano, Opt. Lett. 29, 2773 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]

2004

2002

2000

1999

1997

1995

1994

J. J. Dolne, K. M. Yoo, F. Liu, and R. R. Alfano, Lasers Life Sci. 6, 131 (1994).

1993

1992

1991

L. Wang, P. P. Ho, G. Liu, G. Zhang, and R. R. Alfano, Science 253, 769 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

1990

1989

F. C. MacKintosh, J. X. Zhu, D. J. Pine, and D. A. Weitz, Phys. Rev. B 40, 9342 (1989).
[CrossRef]

1967

Alfano, R. R.

X. Ni and R. R. Alfano, Opt. Lett. 29, 2773 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Y. Guo, H. E. Savage, F. Liu, S. P. Schantz, P. P. Ho, and R. R. Alfano, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 10854 (1999).
[CrossRef]

S. G. Demos and R. R. Alfano, Appl. Opt. 36, 150 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

J. J. Dolne, K. M. Yoo, F. Liu, and R. R. Alfano, Lasers Life Sci. 6, 131 (1994).

L. Wang, P. P. Ho, G. Liu, G. Zhang, and R. R. Alfano, Science 253, 769 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

K. M. Yoo and R. R. Alfano, Opt. Lett. 15, 320 (1990).
[CrossRef]

Bartel, S.

Boas, D. A.

Bonner, R. F.

Chance, B.

Chang, W.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Chipman, R. A.

Clemenceau, P.

P. Clemenceau, A. C. Dogariu, and J. S. Stryjewski, Proc. SPIE 4035, 401 (2000).
[CrossRef]

Corey, R.

Demos, S. G.

Dogariu, A. C.

P. Clemenceau, A. C. Dogariu, and J. S. Stryjewski, Proc. SPIE 4035, 401 (2000).
[CrossRef]

Dolne, J. J.

J. J. Dolne, K. M. Yoo, F. Liu, and R. R. Alfano, Lasers Life Sci. 6, 131 (1994).

Flotte, T.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Fujimoto, J. G.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Gandjbakhche, A. H.

Gerligand, P. Y.

Gilbert, G. D.

Gregory, K.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Guo, Y.

Y. Guo, H. E. Savage, F. Liu, S. P. Schantz, P. P. Ho, and R. R. Alfano, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 10854 (1999).
[CrossRef]

Hee, M. R.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Hielscher, A. H.

Ho, P. P.

Y. Guo, H. E. Savage, F. Liu, S. P. Schantz, P. P. Ho, and R. R. Alfano, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 10854 (1999).
[CrossRef]

L. Wang, P. P. Ho, G. Liu, G. Zhang, and R. R. Alfano, Science 253, 769 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Huang, D.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Jordan, D. L.

Kim, A. D.

Kriete, A.

Kukulies, J.

Lewis, G. D.

Lin, C. P.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Liu, F.

Y. Guo, H. E. Savage, F. Liu, S. P. Schantz, P. P. Ho, and R. R. Alfano, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 10854 (1999).
[CrossRef]

J. J. Dolne, K. M. Yoo, F. Liu, and R. R. Alfano, Lasers Life Sci. 6, 131 (1994).

Liu, G.

L. Wang, P. P. Ho, G. Liu, G. Zhang, and R. R. Alfano, Science 253, 769 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

MacKintosh, F. C.

F. C. MacKintosh, J. X. Zhu, D. J. Pine, and D. A. Weitz, Phys. Rev. B 40, 9342 (1989).
[CrossRef]

Masters, B. R.

Morgan, S.

Moscoso, M.

Ni, X.

O’Leary, M. A.

Pernicka, J. C.

Pine, D. J.

F. C. MacKintosh, J. X. Zhu, D. J. Pine, and D. A. Weitz, Phys. Rev. B 40, 9342 (1989).
[CrossRef]

Puliafito, C. A.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Ridgway, M.

Roberts, P. J.

Saulnier, P.

Savage, H. E.

Y. Guo, H. E. Savage, F. Liu, S. P. Schantz, P. P. Ho, and R. R. Alfano, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 10854 (1999).
[CrossRef]

Schantz, S. P.

Y. Guo, H. E. Savage, F. Liu, S. P. Schantz, P. P. Ho, and R. R. Alfano, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 10854 (1999).
[CrossRef]

Schmidt, A.

Schmitt, J. M.

Schuman, J. S.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Smith, M. H.

Stinson, W. G.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Stryjewski, J. S.

P. Clemenceau, A. C. Dogariu, and J. S. Stryjewski, Proc. SPIE 4035, 401 (2000).
[CrossRef]

Swanson, E. A.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Wang, L.

L. Wang, P. P. Ho, G. Liu, G. Zhang, and R. R. Alfano, Science 253, 769 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Weitz, D. A.

F. C. MacKintosh, J. X. Zhu, D. J. Pine, and D. A. Weitz, Phys. Rev. B 40, 9342 (1989).
[CrossRef]

Yodh, A. G.

Yoo, K. M.

J. J. Dolne, K. M. Yoo, F. Liu, and R. R. Alfano, Lasers Life Sci. 6, 131 (1994).

K. M. Yoo and R. R. Alfano, Opt. Lett. 15, 320 (1990).
[CrossRef]

Zhang, G.

L. Wang, P. P. Ho, G. Liu, G. Zhang, and R. R. Alfano, Science 253, 769 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Zhu, J. X.

F. C. MacKintosh, J. X. Zhu, D. J. Pine, and D. A. Weitz, Phys. Rev. B 40, 9342 (1989).
[CrossRef]

Appl. Opt.

Lasers Life Sci.

J. J. Dolne, K. M. Yoo, F. Liu, and R. R. Alfano, Lasers Life Sci. 6, 131 (1994).

Opt. Express

Opt. Lett.

Phys. Rev. B

F. C. MacKintosh, J. X. Zhu, D. J. Pine, and D. A. Weitz, Phys. Rev. B 40, 9342 (1989).
[CrossRef]

Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.

Y. Guo, H. E. Savage, F. Liu, S. P. Schantz, P. P. Ho, and R. R. Alfano, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 10854 (1999).
[CrossRef]

Proc. SPIE

P. Clemenceau, A. C. Dogariu, and J. S. Stryjewski, Proc. SPIE 4035, 401 (2000).
[CrossRef]

Science

L. Wang, P. P. Ho, G. Liu, G. Zhang, and R. R. Alfano, Science 253, 769 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

Experimental arrangement for the backscattering measurement.

Fig. 2
Fig. 2

Dependence of the intensities of the backscattered light from a turbid medium on the N mfp ’s. In (a) and (b) the sample contains polystyrene particles that are 0.202 and 10.143 μ m in diameter, respectively.

Fig. 3
Fig. 3

Images and intensity profiles on the CCD camera of the highly reflective target inside the turbid medium containing small particles with a diameter of d = 0.202 μ m . (a) Linearly copolarized light and (b) circularly cross-polarized light in the backscattered light are selected for imaging. N = 4.1 .

Fig. 4
Fig. 4

Images and intensity profiles on the CCD camera of the highly reflective target inside the turbid medium containing large particles with a diameter of d = 10.143 μ m . (a) Linearly copolarized light and (b) circularly cross-polarized light in the backscattered light are selected for imaging. N = 8.4 .

Metrics