用于 Mie 共振纳米粒子结构光散射的多极 Born 级数方法
光学
2025-01-13 v1
摘要
利用具有光学波段多极 Mie 共振的复杂不规则纳米粒子结构，已在纳米尺度展示了偏振控制、成像与全息等令人兴奋的光学效应。此类粒子的光学响应可通过全波数值模拟或广泛使用的解析耦合多极方法（CMM）来仿真，然而 CMM 框架下的解析解仅能在有限情形下获得。本文研究了 CMM 在 Born 级数框架下的修正及其对维持偶极与四极共振的有限纳米球结构光散射仿真的适用性。Born 近似简化了各类系统的解析考量，并有助于阐明系统中进行着的物理过程。利用 Mie 理论与格林函数方法，我们解析地给出了严格的耦合偶极-四极方程及其在不同阶 Born 近似下的解。我们详细分析了诸如二聚体与环的介电纳米球结构的共振散射，以获得 Born 级数的收敛条件，并研究吸收、多极共振类型与系综几何等物理特征如何影响 Born 级数的收敛及其精度。
引用
@article{arxiv.2108.11920,
title = {Multipole Born series approach to light scattering by Mie-resonant nanoparticle structures},
author = {Nikita A. Ustimenko and Danil F. Kornovan and Kseniia V. Baryshnikova and Andrey B. Evlyukhin and Mihail I. Petrov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.11920},
year = {2025}
}