Towards skin polarization characterization using polarimetric technique

Abstract

Measurement of optical properties of skin is an expanding and growing field of research. Recent studies have shown that the biological tissue, especially skin, changes the polarization state of the incident light. Using this property will enable the study of abnormalities and diseases that alter not only the light intensity but also its polarization state. In this paper we report an experimental study for measuring changes of polarization state of the light scattered from a phantom similar to a sample model of scattering skin. Using the notation of Stokes vector for the polarized light and Mueller matrix for the sample with its polarization properties, we have shown that some elements of the matrix were particularly sensitive to the changes of the polarization-altering physical properties of the scatterers within the phantom.

Backscattering of circular polarized light from a disperse random medium influenced by optical clearing

“…Numerous studies involving polarimetric analysis of backscattered light have investigated the degree to which polarization survives after multiple scattering events 1 [15][16][17]. The use of such a variable can distinguish photons that have traveled into a medium and those that have not, from the fact that a higher scattering order, and thus greater distance traveled, corresponds to a reduction in the degree of polarization [18,19]. Intensive theoretical studies of scattering effects for circular polarized light have been carried out, see e.g.…”

Skin research by scattering ellipsometry method

“…Возможности метода поляриметрии при исследовании in vitro различных патологий кожи, связан-ных с развитием заболевания, или других кожных образований, связанных с ее повреждениями, пред-ставлены в работах [3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13]. Полученные результаты показывают, что поляризационные параметры про-шедшего через исследуемый образец излучения характеризуются различными средними значениями и дисперсией в зависимости от вида кожного образования.…”

“…Таким образом, недостатком ряда исследований [3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13] является использование образца кожи in vitro, что сопровождается сложностью поддержания его структурно-динамических параметров и не все-…”

“…Данная схема измерений с практической точки зрения более проста в реализации по сравнению со случаем де-тектирования излучения, отраженного по нормали к поверхности образца [2,4], позволяет выделить вклад объемной рассеянной составляющей и уменьшить вклад поверхностного отражения [8,9,13].…”

“…В настоящее время одним из активно развивающихся направлений в медицине является обнаруже-ние кожных патологий на ранней стадии развития заболевания [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15]. Оптические методы диагностики позволяют получать информацию о структуре и составе кожи, изучать процессы, происходящие в био-ткани, не оказывая негативного воздействия и не нарушая целостность кожного покрова.…”