论文摘要
本文从理论上研究了椭球,无限长圆柱形粒子对任意入射高斯波束的散射,取得的主要成果如下:1.基于广义Mie理论和旋转坐标系中球矢量波函数的加法定理,推导出了入射高斯波束用属于任意椭球的椭球矢量波函数展开的表达式,其中包括任意位置和方向,以及波束形状因子的计算公式。对于在轴入射高斯波束和入射平面波的特例给出了相对简单的表述形式。2.给出了第一类球矢量波函数用圆柱矢量波函数展开的表达式,在此基础上应用广义Mie理论和旋转坐标系中球矢量波函数的加法定理推导出了任意入射高斯波束用圆柱矢量波函数展开的表达式,以及波束形状因子的计算公式。对于在轴高斯波束和平面波入射的特例给出了相对简单的表述形式。3.用分离变量法研究了椭球形粒子对任意入射高斯波束的散射,把高斯波束正入射的情况推广到了一般的任意入射。4.对于同心多层非共焦点椭球,每个椭球的表面属于不同的椭球坐标系,为电磁场边界条件的应用带来了很大困难。本文提出的一种理论方法解决了在应用边界条件时存在的困难,并在此基础上研究了多层同心非共焦点椭球形粒子对任意入射高斯波束的散射。5.研究了无限长圆柱形粒子对任意方向入射高斯波束的散射,给出了计算远区散射场的一般公式,并从中出发研究并揭示了强汇聚高斯波束入射下远区散射场明显的不同于平面波入射的三维特征。
论文目录
摘要ABSTRACT第一章 绪论§1.1 研究背景及意义§1.2 粒子对光束散射研究的进展§1.3 论文主要内容及框架§1.4 本文特色及创新之处第二章 高斯波束用球矢量波函数展开§2.1 高斯波束的描述§2.2 高斯波束在平行直角坐标系中的表示§2.2.1 球矢量波函数§2.2.2 高斯波束用属于平行直角坐标系的球矢量波函数展开§2.3 高斯波束在任一直角坐标系中的表示§2.3.1 旋转直角坐标系§2.3.2 高斯波束用属于任一直角坐标系的球矢量波函数展开§2.4 在轴高斯波束用球矢量波函数展开§2.5 小结第三章 高斯波束用椭球矢量波函数展开§3.1 旋转椭球坐标系§3.2 旋转椭球标量波函数§3.3 高斯波束在长旋转椭球坐标系中的表示§3.3.1 长旋转椭球矢量波函数§3.3.2 高斯波束用椭球矢量波函数展开§3.4 在轴高斯波束用椭球矢量波函数展开§3.5 小结第四章 高斯波束用圆柱矢量波函数展开§4.1 圆柱矢量波函数§4.2 高斯波束在圆柱坐标系中的表示§4.2.1 球矢量波函数用圆柱矢量波函数表示§4.2.2 高斯波束用圆柱矢量波函数展开§4.3 在轴高斯波束用圆柱矢量波函数展开§4.4 小结第五章 椭球形粒子对任意入射高斯波束的散射§5.1 高斯波束,散射场,椭球内部的场用椭球矢量波函数展开§5.2 散射系数的求解§5.3 数值结果§5.4 数值结果的分析§5.5 小结第六章 多层椭球形粒子对任意入射高斯波束的散射§6.1 高斯波束,散射场,各层椭球内部的场用椭球矢量波函数展开§6.2 应用电磁场边界条件求解散射系数§6.3 介质镀层导体椭球粒子的散射§6.4 数值结果§6.5 小结第七章 圆柱形粒子对任意方向入射高斯波束的散射§7.1 单层圆柱对高斯波束的散射§7.1.1 高斯波束,散射场,圆柱内部的场用圆柱矢量波函数展开§7.1.2 由边界条件求解散射系数§7.2 双层介质圆柱对高斯波束的散射§7.3 数值结果§7.4 小结结束语参考文献致谢攻读博士期间从事的科研项目及发表的文章
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