旋转椭球颗粒的光散射问题

来源 :中国物理学会2015年秋季会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ppsl21
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  参考[Asano and Yamamoto 1975]文章中的思路,我们得到了任意尺寸和折射率的旋转椭球颗粒光散射问题的半解析解。在旋转椭球坐标系中,采用分离变量法求解麦克斯韦方程组,其解可以表达成矢量椭球波函数的无穷级数展开。利用椭球表面电场矢量以及磁场矢量切向分量必须连续的边界条件,可以推导出一系列包含未知的场展开系数的线性方程组,从而确定整个空间中的电磁场分布情况。根据得到的理论结果,利用Fortran语言,编写了用于计算旋转椭球颗粒在单色平面波入射条件下散射截面以及消光截面的程序。与[Asano and Yamamoto 1975]中的结果相比,我们的程序可以解决椭球颗粒材料的折射率是复数的情况,此外还可以解决旋转椭球体纵横比较大的情况。利用该程序进行计算发现:椭球纵横比越大,其散射截面和消光截面随截断项数N收敛的越慢。此外,与时域有限差分方法(FDTD)这种数值方法相比,针对旋转椭球颗粒光散射这类特殊问题,我们的程序消耗的计算资源更少、花费的时间更短并且得到的结果更为精确。
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