扩展引力透镜的光学性质

我们继续研究太阳引力透镜（SGL）的光学性质。其目标在于 SGL 在成像方面的前瞻应用。我们考察了在太阳静态引力场背景下得到电磁（EM）场麦克斯韦方程之解。我们现把太阳视为一扩展天体，其引力场可用引力多极矩的无穷级数描述。研究单色 EM 波在此扩展太阳引力场中的传播，我们发展了 SGL 的波光学处理，得以研究 SGL 强干涉区中像平面上形成的焦散。我们考察若干重要区域中的 EM 场，即 i) 焦散内部靠近光轴的区域，ii) 焦散外部区域，以及 iii) 焦散紧邻区域，尤其其尖点与褶皱附近。我们表明前两个区域中 EM 场的物理行为可用稳相法理解。然而，在焦散紧邻处稳相法不适用，必须采用波光学处理。依托角程函法，我们发展了一种新方法来精确描述所有区域中的 EM 场，包括焦散紧邻处尤其是尖点与褶皱附近。该方法使我们能研究这一以快速振荡行为为特征的重要区域中的 EM 场。我们的结果系新颖的，并可用于描述如恒星、旋涡与椭圆星系等真实天体物理天体的引力透镜效应。