优化点散射体构型下标量波的协同散射

我们研究了三维空间中由N个共振点散射体组成的系综对标量波的多重散射。对于多达N=21个散射体，我们数值优化了各个散射体的位置，一方面是为了最大化入射平面波的总散射截面，另一方面是为了最小化与长寿命散射共振相关的衰减率。在这两种情况下，最优结果均通过将所有散射体放置在平行于入射平面波方向的一条直线上来实现。对于大N，相应的最大散射截面随散射体数量呈二次方增长，而最小衰减率——由不同于最大化散射截面的构型实现——则随N呈指数衰减。最后，我们还分析了优化构型对散射体微小随机位移的稳定性。这些结果表明，优化的散射体构型在诸如量子存储器或仅由少数原子构成的镜子等应用中具有相当大的潜力。