介电球形粒子线性阵列中的光学模式：数值研究

我们研究了不同长度、粒子间距和粒子材料的有限线性介电粒子链中的束缚模式。通过多球Mie散射形式主义的独特应用，我们开发了数值方法来计算各种粒子阵列的本征光学模式。这些数值方法涉及使用多球散射形式主义作为NxN矩阵的条目，其中N表示链中的粒子数。这些矩阵的本征模式对应于感兴趣的本征光学模式。我们通过应用改进版的牛顿-拉夫森算法识别了具有最高品质因数的本征模式。我们发现，对于长达数百个粒子的线性链，该算法的收敛性很强。通过将偶极方法与更复杂的结合了偶极和四极方法的组合方法进行比较，我们证明了偶极方法的精度约为99%。我们发现，模式的品质因数Q随链中粒子数的立方值增加，这与先前发展的理论一致，将讨论粒子尺寸和无序性以及粒子间距离的影响。