电磁波技术正处于高速发展中,生物电磁学的研究不断取得进展。红外电磁波被广泛应用于生物和医疗领域,包括光镊技术、红外医学成像以及红外激光手术等。复杂的皮肤组织是人体的屏障,是电磁波辐射人体所必须穿过的器官,研究皮肤组织的电磁波效应是人体组织生物电磁学研究的基础环节,本文主要研究红外电磁波穿透人体皮肤组织的传输效应。首先对人体皮肤组织的层状生理结构进行了详细的介绍,并基于其分层的生理结构,分析了红外线在人体皮肤组织中的传播特点。利用人体皮肤组织的主要吸收成分:血红蛋白、水和黑色素等在红外波段的吸收光谱,分析了人体皮肤组织在红外波段的吸收特性。本文给出了皮肤组织在红外波段的折射率和复介电常数的色散曲线。然后研究红外电磁波在人体皮肤组织中的传输特性,利用了两种方法。一是基于皮肤组织的层状堆叠结构,利用薄膜光学的理论,对表皮和真皮分别建立了两种理想化周期结构模型,推导了皮肤组织一维周期结构的特征矩阵法公式,进而利用特征矩阵公式分析了红外线的入射角、折射率的色散以及皮肤厚度对于红外线辐射人体皮肤组织的影响。二是利用传播矩阵法的传统理论,推导了普通分层介质的传播矩阵法求解公式,并利用传播矩阵法分析两种理想化的皮肤组织模型的电磁特性,包括不含细胞间质的单层结构和包含细胞间质的三层结构。分析了两种结构在近红外频段电磁特性随入射角、频率以及结构厚度的变化。对于三层结构,还分析了电磁特性随细胞间质厚度比的变化。最后建立红外电磁波在人体皮肤组织中传输的全波数值仿真模型,是基于时域有限差分法(FDTD)的色散介质仿真模型。皮肤组织是Debye色散介质,由文献得到红外频段下人体皮肤的Debye介质参数,本文研究了递归卷积的RC-FDTD和分段线性递归卷积PLRC-FDTD两种仿真模型,利用仿真结果分析了皮肤介质中的红外电磁波的衰减、反射和透射性质。