亚毫米波高斯光束照射下球壳薄层与纵向模式的耦合：在角膜传感中的应用
医学物理
2021-12-02 v1 光学
摘要
在基于傅里叶光学分析和矢量球谐函数的理论方法下，探讨了高斯光束照射下薄球壳与纵向模式的耦合。照射频带固定在 100-600 GHz，外球壳曲率半径和厚度分别为 7.5 mm 和 0.5 mm。壳材料为无损耗角膜或代表角膜的水等效介质。引入了六种不同光束-靶标策略作为最大耦合的潜在候选。两种具有强频率相关相位中心位置的色散调谐光束集合，以固定的入射光束 1/e 半径和曲率半径构建，称为前向策略。这些不同对准的计算继续以四种频率不变相位中心的光束集合进行，它们由实验数据拟合构建，相对于球壳曲率中心定位于四种不同轴向位置，称为反向策略。所有策略的耦合效率针对不同的靶标进行计算，包括 PEC 球、空气核、以及由无损耗角膜层和角膜覆盖的 PEC 核。所有散射策略均与等效平面靶标作为最大耦合参考的散射进行对比。结果表明，在理想校准下，前向策略更接近平面波条件。然而，靶标性质显著影响耦合效率，例如观察到的角膜散射差异因介电损耗限制走离损耗而小到可忽略。此外，在校准受扰动时，前向策略表现出较低的敏感性。
引用
@article{arxiv.2112.00096,
title = {Coupling to longitudinal modes in spherical thin shells illuminated by submillimeter wave Gaussian beam: applications to corneal sensing},
author = {Faezeh Zarrinkhat and Joel Lamberg and Aleksi Tamminen and Mariangela Baggio and Juha Ala-Laurinaho and Elsayed E. M. Khaled and Juan Rius and Jordi Romeu and Zachary Taylor},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.00096},
year = {2021}
}
备注
21 pages, 12 figures