艾里光束因其无衍射性和自弯曲性,在粒子捕获,显微镜成像,等离子体,大气湍流等领域有广泛的应用,近年来引起了很多研究人员的关注,并取得了一系列研究成果。但有关粒子对一维艾里光束的散射研究较少,本文围绕复杂介质球对一维艾里光束的散射特性研究这一选题,研究了单层球粒子、同心球粒子和手性球粒子对艾里光束的散射特性,并根据逆建模理论,以单层球粒子对艾里光束的散射为例,反演了单层球粒子的一些参数,如球半径、折射率等。首先,研究了单层球粒子对一维艾里光束的散射特性。基于Mie理论和平面波谱法,推导了一维艾里光束入射单层球粒子的远场散射表达式,模拟和分析球半径、球折射率等参数对散射光强的影响,并且引入了相关系数来描述艾里光束散射与平面波散射之间的关系。研究结果表明当艾里光束主瓣的半高全宽至少为球半径的2倍以上时,艾里光束散射与平面波散射的相关性很高,相关系数接近于1,艾里光束可近似成平面波。其次,研究了同心球粒子对一维艾里光束的散射特性,其中同心球模型包含了同心双层球和同心多层球。模拟和讨论了球半径、球折射率等参数对散射光强的影响。研究结果表明无论是同心双层球粒子还是同心多层球粒子,球的最大半径比球的第一层球半径对散射光强的影响大。然后,研究了手性球粒子对一维艾里光束的散射特性。推导了一维艾里光束入射手性球的远场散射表达式,模拟和分析了手性参数、球半径等参数变化对散射光强的影响。研究结果发现,与单层球粒子的散射相比,手性球使得散射光强在某个区域迅速减小;并且散射光强对z₀位置的变化更加敏感。最后,提出了一种机器学习和遗传算法相结合的方法对单层球粒子参数进行反演。根据单层球粒子对艾里光束的散射结果建立一个数据库,将数据库输入到多层感知神经网络进行参数的粗略估计,同时采用遗传算法对参数进行精确估计,并且研究了散射强度噪声对反演结果的影响。结果表明,所提出的方法能够高效、精确地反演出单层球粒子的参数,可广泛应用于各种基于散射原理的仪器。