各向异性球粒子光散射的矢量复射线法研究

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各向异性粒子广泛存在于生物医学、集成光学、微波、毫米波技术以及隐身技术、装甲技术上的材料制备中,理解各向异性粒子的电磁(光)散射特性具有重要意义。与能得到规则形状粒子散射问题精确解的Mie理论相比,几何光学方法在计算大尺寸粒子散射问题中有很大的运算速度优势。而近年提出并发展的矢量复射线方法更是由于考虑波面形状,通过波阵面曲率方程计算每次通过折光面后的散度因子,能够适应大尺寸复杂形状粒子散射问题的求解。本文首次提出将矢量复射线法用于各向异性粒子的散射中,用无坐标方法推导了各向异性媒质入射到各向同性媒质情况下的反射矩阵和透射矩阵的一般形式,该方法根据矢量、并矢和他们相应的常矢的直接运算,免去建立坐标系,求解方便,表达简洁,在处理复杂界面的问题中有很大优势。同时编程验证了推导结果的正确性,并数值模拟了单轴均匀各向异性球形粒子内的光线追迹,为以后任意入射情况下复杂形状各向异性粒子散射的计算打下了基础。
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