В работе рассмотрена задача по переносу оптического излучения в сильно неоднородных случайных средах. Основным объектом исследования являются биомодели в виде слоев конечной толщины. Интенсивность обратного рассеяния излучения ближнего инфракрасного диапазона рассчитана для двухслойной модели сильно неоднородной среды, которую можно рассматривать как систему биотканей «череп-мозг». На основе уравнения Бете-Солпитера описана процедура моделирования многократного рассеяния методом Монте-Карло для двухслойной случайно-неоднородной среды. В качестве индикатрисы однократного рассеяния использована фазовая функция Хеньи-Гринштейна. Рассчитаны зависимости интенсивности обратного рассеяния от расстояния вдоль поверхности головы между источником излучения и приёмником и от угла рассеяния. Вид этих зависимостей оказался чувствительным к изменению таких параметров системы, как анизотропия индикатрисы рассеяния, толщина слоёв, длина волны лазерного излучения. Эта особенность может быть использована в медицинской диагностике. Предложен альтернативный подход к расчёту плотности распределения вероятности длины свободного пробега фотона.

The paper considers the problem of optical radiation transport in strongly inhomogeneous random media. The main object of study is biomodels in the form of layers of finite thickness. The intensity of backscattering of near-infrared radiation is calculated for a two-layer model of a highly inhomogeneous medium, which can be regarded as a skull-brain biotissue system. Based on the Bethe-Solpeter equation, the procedure of multiple scattering modeling by the Monte Carlo method for a two-layer random inhomogeneous medium is described. The Henyey-Greenstein phase function is used as an indicatrix of single scattering. The dependences of the backscattering intensity on the distance along the head surface between the radiation source and the receiver and on the scattering angle were calculated. The type of these dependences turned out to be sensitive to changes in such parameters of the system as the anisotropy of the scattering indicatrix, the thickness of layers, and the wavelength of laser radiation. This feature can be used in medical diagnostics. An alternative approach to the calculation of the probability density distribution of the free path length of a photon is proposed.