光作為一種電磁波，具有幾個基本特性，包括強度、波長、相位和偏振(光波振蕩的方向)。雖然前三個是標量，但極化具有矢量特性(由于它由矢量的數(shù)學概念表示);因此，它的使用需要更先進的光學和計算方法。因此，與標量對應物相比，光的矢量特性或物體的全矢量變換特性的研究在生物醫(yī)學分析中的歷史較短，其應用范圍仍在探索中。
到目前為止，通過利用偏振光學獲取的矢量信息，許多有趣的研究領域得到了加強。這些范圍從量子物理學、材料表征到生物醫(yī)學/臨床應用。對于生物醫(yī)學/臨床應用，偏振技術與其他同類技術相比具有特殊的優(yōu)勢：對亞細胞結(jié)構敏感，適用于體內(nèi)無標記成像/傳感，與其他現(xiàn)有光學系統(tǒng)兼容，易于小型化。
在Light: Science & Applications發(fā)表的一篇新論文中，由來自牛津大學和清華大學的 Martin Booth 教授、Chao He 博士和何鴻輝教授領導的科學家團隊以及同事撰寫了一篇關于該主題的評論文章'用于生物醫(yī)學和臨床應用的偏振光學'。
這篇綜述首先介紹了基本的偏振光學表示工具，重點是采用斯托克斯-穆勒形式主義，斯托克斯矢量用于表征光束的偏振態(tài)，而穆勒矩陣描述了光束的偏振態(tài)。影響斯托克斯矢量的對象的變換屬性。給出了薄膜測量橢偏儀和生物醫(yī)學樣品偏振測量的比較及其發(fā)展趨勢。的偏振測量方法，包括時序、同步快照測量、部分 Stokes/Mueller、完整 Stokes/Mueller 技術。此外，矢量信息測量理論的結(jié)論是一個由“去噪”、“優(yōu)化”和“校準”組成的結(jié)構。
根據(jù)測量理論，給出了Stokes/Mueller形式主義的極化信息提取和分析方法。特別提到了穆勒矩陣極坐標分解、穆勒矩陣變換以及生物醫(yī)學和臨床應用的基于數(shù)據(jù)的信息提取方法的發(fā)展趨勢。在此之后，介紹了薄/大塊組織表征的極化信息分析示例，重點是離體病理組織分析(如癌癥檢測和分化)和體內(nèi)臨床診斷。
最后，評論還指出了未來與其他前沿技術進行多模態(tài)協(xié)同的可能性，包括但不限于機器學習技術和大數(shù)據(jù)、基于超表面的技術、非線性光學、軌道角動量和矢量渦束操縱。這篇綜述的主要目的是讓讀者對偏振光學獲得的矢量信息在生物醫(yī)學和臨床研究中的應用有一個總體概述，這樣的總結(jié)也可以激發(fā)新的討論、探索以及進一步的潛力在這些相關的前瞻性領域取得突破。
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