Streulichtbasierte

Streulichtbasierte Verfahren bezeichnen Mess-, Bildgebungs- oder Analysesysteme, die auf Licht beruhen, das nach der Wechselwirkung mit einem Medium gestreut wurde. Im Gegensatz zu direkt transmittiertem oder reflektiertem Licht liefern Streulichtsignale oft Informationen über Struktur, Zusammensetzung oder Dynamik des untersuchten Systems, insbesondere in turbidem Material oder Gewebe.

Anwendungsgebiete umfassen die Dynamische Lichtstreuung zur Bestimmung von Partikelgrößenverteilungen in kolloidalen Suspensionen, streulichtbasierte Mikroskopie, die Kontrast über gestreutes Licht nutzt, sowie diffuse Reflexionsmessungen und diffuse optische Tomographie in der medizinischen Bildgebung. Außerdem finden streulichtbasierte Methoden Anwendung in Umwelt- und Atmosphärenforschung, zum Beispiel bei der Charakterisierung von Aerosolen oder bei der Erfassung von Refraktionsunterschieden in komplexen Medien.

Prinzipien und Modelle beruhen darauf, dass Streulicht durch Interaktion mit Partikeln oder Strukturen entsteht. Die Interpretation der Signale erfordert theoretische Modelle wie die Mie-Theorie oder Rayleigh-Streuung sowie die Radiative-Transfer-Gleichung und passende Inversionsverfahren. In dichter Dispersion oder Gewebe kann Mehrfachstreuung die Auswertung erschweren und erfordert komplexe Modelle oder numerische Optimierung.

Vorteile liegen im Zugriff auf Informationen in Materialien, die undurchsichtig, lichtdurchlässig oder schwer zugänglich sind, sowie in nicht-invasiven Messungen. Grenzen ergeben sich durch schwaches Streu signal, Abhängigkeiten von Geometrie und Beleuchtungsbedingungen sowie den Bedarf an Referenzmessungen oder speziellen Kalibrierungen.