关于光谱学与电子断层扫描中等离子体纳米颗粒光学交叉截面的定量关联的电磁仿真考量

等离子体纳米颗粒的光学横截面与颗粒的形貌密切相关。如果能够足够准确地建立这种联系，就有可能仅凭其测量的光学横截面就确定颗粒的形状。为此，可使用电磁仿真来桥接形貌与光学性质，前提是仿真能够准确进行。本文研究影响电磁仿真准确性的关键因素。首先，我们比较了几种标准的电磁仿真方法，并详细讨论了网格精度、介电函数的选择以及边界元方法中是否包含基片对结果的影响。为帮助边界元方法处理复杂的参数化，我们开发了包括重建、网格化和网格简化步骤的工作流程，以便将电子断层扫描数据作为这些仿真的输入。特别地，我们分析了重建算法的选择以及图像分割的细节如何影响模拟的光学横截面，并将其与诱导的形状误差相关联，这可以在数据处理流程中最小化。我们发现，通过采用 Total Variation Minimization (TVM) 重建方法结合 Otsu 阈值分割和适度平滑，能够获得最佳结果，这对于使用 marching cubes 算法创建可靠且封闭的表面网格尤为重要，尤其是对于较复杂的形状。