脑组织的光学特性对于人体健康的状况的监测和疾病的早期诊断有着重要的意义。本文用蒙特卡洛方法模拟了非偏光和偏振光在组织中的传输状况,得出了脑组织漫反射光的时间分布和空间分布,获得了各层组织中偏振光与非偏光的局部传输路径,证明了平均光传输路径是探测光信号对于各层吸收系数变化量的灵敏度指标。　　首先介绍了稳态蒙特卡洛的仿真流程图和规则,接着介绍了时间分辨蒙特卡洛方法并将其应用于组织模型中。研究了单层组织模型中光的漫反射率和总透射率,并与其他文献的结果进行了比较。设置了三层组织模型,得出了该组织的时间分辨漫反射和透射特性。而后按照人体组织的实例假设了一种高-低吸收介质模型,比较了该2层模型的时间分辨漫反射特性与单层组织的区别。模拟了任意位置的虚拟探测器所接收到的漫反射光强的时间分布,使得研究结果更具有临床指导意义。　　由于偏振光在无损检测和光学成像领域有着特殊的应用价值,建立了偏振光在多层组织中的传输模型。模拟了偏振光在动脉组织中传输后的漫反射率和总透射率,并与实验结果和非偏模型的结果作了对比,结果表明偏振光模型在漫反射率的预测上具有很大的优势。另外,研究了组织厚度和散射颗粒粒径对光子偏振态的影响,证明了组织对线偏振光的退偏作用比圆偏振光要明显。最后还与Evans的结果作了对比,并分析了两者之间的差异。　　为了研究脑组织光学特性,提出了成人头部的简化五层模型。使用非偏蒙特卡洛和偏振蒙特卡洛模型研究了非偏光和偏振光在脑组织中的传输,得出了头部表面漫反射光的时间分布和空间分布特性。另外,通过仿真获得了各层组织中光子的局部传输路径,并模拟了各层组织的吸收系数发生变化时组织表面探测光信号的变化量。模拟结果表明,该层组织中的局部传输路径越长,则表面探测光信号的变化量越大。该结果为脑组织的近红外无损检测提供了理论依据,具有临床指导意义和一定的参考价值。