比较基于 Born-Rytov 近似的时域与频域数值方法在单细胞远场电磁散射中的应用
计算物理
2025-12-04 v1
摘要
Born-Rytov 近似从散射光强度、偏振和相位测量中估算生物细胞的有效折射率。有效折射率可直接从其弹性光散射图案估计生物细胞的干重、体积和内部结构。本文将 Born-Rytov 近似与分析方法、Yee 网格有限差分时域 (Yee-lattice finite-difference time-domain) 和离散偶极子近似进行比较，分别针对球体散射和 Saccharomyces cerevisiae 的断层重建进行测试。比较了每种数值方法在建模近场强度和远场投影强度方面的优势与局限，包括精度、内存占用和计算时间。与商业软件实现的 Yee 网格有限差分时域方法相比，Born-Rytov 散射近似和离散偶极子近似在 Saccharomyces cerevisiae 的远场光散射图案上表现出更好的一致性。
引用
@article{arxiv.2512.03858,
title = {Comparing time and frequency domain numerical methods with Born-Rytov approximations for far-field electromagnetic scattering from single biological cells},
author = {Cael Warner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.03858},
year = {2025}
}
备注
18 pages (main), 13 figures (main), 6 pages (supp), 1 figure (supp), 3 pages (references)