荧光介质中内滤光效应时空通量演化的解析马尔可夫链

表征多组分荧光介质中的发射和衰减时间谱对于识别固有材料属性和优化探测器至关重要。然而，次级内滤光效应（IFE）引起的波长演化会扭曲这些可观测谱。虽然蒙特卡洛（MC）光线追踪可以模拟这种扭曲，但累积足够的追踪统计量需要很长的计算时间，这阻碍了高维空间中的参数优化。本文提出了一种基于时空解耦的解析马尔可夫输运模型。拉普拉斯变换将连续域上的多重嵌套卷积积分转换为离散马尔可夫转移矩阵，将计算复杂度从相对于波长分箱数 $N_{\lambda}$ 和级联阶数 $n$ 的指数级 $\mathcal{O}(N_{\lambda}^n)$ 降低到线性级 $\mathcal{O}(N_{\lambda} + n)$。由此得到的代数解将瞬态衰减时间谱评估为 Gamma 波包的连续叠加，并能在亚秒时间尺度内预测由 IFE 驱动的稳态波长谱畸变。在正交和前向光谱仪配置下的验证表明，计算得到的谱在线形上与 MC 模拟结果匹配。该模型可作为快速前向引擎，加速参数空间筛选，为探测器早期设计提供参考，并可作为受物理约束的输入用于事件顶点重建算法。