识别相对论性运动球体最小后向散射的区域
光学
2023-04-12 v1
摘要
本文分析了相对论性运动球体对电场的远场后向散射振幅。与先前研究不同，我们通过在螺旋度基下表示场来实现，并在此强调其与通常考虑的宇称基相比的优势。为探索考虑相对论效应的特定散射现象，我们确定了使后向散射场最小化的条件，从而给出了第一Kerker条件的相对论表述。球体需满足的要求用Mie角表示，它构成了球体可能具有的任何光学响应的有效参数化。我们通过基于梯度的优化，识别了多达八极阶的多个Mie角组合，满足我们新建立的相对论Kerker条件，使后向散射能量的最小值低至平均散射能量的0.016%。我们的结果可推广至构成超表面的多个粒子，可能对突破星射计划（Breakthrough Starshot Initiative）所考虑的光帆设计产生直接影响。
引用
@article{arxiv.2304.05319,
title = {Identifying regions of minimal back-scattering by a relativistically-moving sphere},
author = {Mitchell R. Whittam and Aristeidis G. Lamprianidis and Yannick Augenstein and Carsten Rockstuhl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.05319},
year = {2023}
}
备注
4 figures, 1 table, 9 pages + appendix. Link to code used: https://github.com/tfp-photonics/Jorkle.jl