Kerker 变换：在定向谐波离散基中展开场
光学
2023-03-08 v1 应用物理
摘要
我们提出一种线性坐标变换，将散射与辐射问题的解展开为前向与后向定向矢量谐波的基。该变换对具有定向散射/辐射的系统在广泛的波长-尺寸比范围内提供了直观的代数与几何解释。Kerker 效应、广义 Kerker 效应、横向 Kerker 效应以及其他形式的高定向散射/辐射，均可通过复平面中的开环与闭环轮廓轻松理解。此外，任意散射/辐射系统的理论最大指向性易于定义。变换后的远场谐波具有极坐标角不变的坐标，前向与后向谐波之间的干涉弱相互作用，而同类谐波的干涉改变指向性。给出了高定向散射的实例，包括平面波照射下的 Kerker 散射磁球、定向散射光子纳米射流，以及近场耦合到辐射体的亚波长球的广义后向 Kerker 与横向 Kerker 辐射。将 Kerker 变换下的散射/辐射解与传统 Mie 展开进行对比以供参照。
引用
@article{arxiv.2303.03693,
title = {Kerker Transform: Expanding Fields in a Discrete Basis of Directional Harmonics},
author = {Parker R. Wray and Harry A. Atwater},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.03693},
year = {2023}
}
备注
28 pages, 7 figures