光与材料的相互作用主要可分为吸收与散射两类。自然界中的许多材料为混浊介质即其与光的相互作用中散射远大于吸收，如陶瓷，牛奶，细胞悬浮液体，人体组织等。许多领域中均需要测量样品介质的光学参数，因此对光与混浊介质间的相互作用研究是研发新型相关测量技术以及许多新型仪器的基础，近数十年来受到极大重视。用于测定均匀混浊介质样品多个光学参数的Monte Carlo仿真加速算法的研究分为以下几个部分：1、已有的基于积分球设计的多参数光谱测量结构较为复杂，而基于散射信号空间分布设计的新型多参数光谱测量结构简单，易于实现，但需要可以准确快速计算不同空间位置和角度范围的传感器所接收到的混浊介质光信号的仿真模型。本论文研究的散射光空间分布信号由漫反射率和漫透射率两个信号代表，其对应的空间角分布范围与积分球测量相比一般要小3个数量级。因此如何以迭代方式快速准确与反复计算在空间角分布范围很小时测得的光信号，从而高效率地求解逆问题既具有很强的理论挑战性，也极具应用性。2、尽管Monte Carlo统计仿真模型具有算法简单，可求解各种边界值问题以及易于编程的突出优点，运算速率是限制其应用和准确度的主要因素，已有的Monte Carlo混浊介质仿真用算法在模拟很小空间角范围内测量光信号时的光子收集率极低，导致模拟运算时间冗长，所以提高Monte Carlo算法是本论文研究的所需要解决的第一个问题，为此我们采用了以GPU(Graphic Processing Unit)并行计算方法为基础的Monte Carlo加速算法。3、为进一步提高逆运算速度，本论文研究在吸取了White Monte Carlo、Forced Detection Monte Carlo、Perturbation Monte Carlo等快速算法的基础之上提出了一种新的微扰算法，可根据测量信号对辐射传输理论所定义的全部3个光学参数通过微扰迭代的方式求解，从而形成了在辐射传输理论框架下的iMC逆运算加速解决方案。与现有方法相比，iMC逆运算加速方法可提高光学信号计算与多参数求解速度300倍以上。本文最后总结了iMC逆运算加速算法，并与已有的经典Monte Carlo算法运算速度做了比较，根据实验测量获得了intralipid样品光学参数，完成了iMC逆运算加速算法的验证并提出未来的研究方向。