复杂介质球对一维艾里光束的散射特性研究

发布时间：2023-02-12 11:00

　　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...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 粒子光散射的研究概况
        1.2.2 艾里光束的研究概况
    1.3 论文内容及安排
第二章 理论基础
    2.1 平面波散射
    2.2 艾里光束的描述
    2.3 小结
第三章 单层球对艾里光束的散射特性研究
    3.1 单层球对艾里光束散射的几何模型
    3.2 数值结果与分析
    3.3 小结
第四章 同心球对艾里光束的散射特性研究
    4.1 同心双层球对艾里光束的散射
        4.1.1 同心双层球对艾里光束散射的几何模型
        4.1.2 数值结果与分析
    4.2 同心多层球对艾里光束的散射
        4.2.1 同心多层球对艾里光束散射的几何模型
        4.2.2 数值结果与分析
    4.3 小结
第五章 手性球对艾里光束的散射特性研究
    5.1 手性球对艾里光束的散射
    5.2 数值结果与分析
    5.3 小结
第六章 单层球散射中粒子参数的反演
    6.1 逆建模理论
    6.2 已知折射率,未知球半径
    6.3 未知折射率,未知球半径
    6.4 小结
第七章 总结和展望
    7.1 工作总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
作者简介



本文编号：3740982