具有光滑或带肋表面的导电椭圆柱体上（单位长度）的光辐射力

本工作的目的是开发一种形式上的半解析模型，利用柱坐标系中的模式展开方法，计算在具有不同极化的电磁平面行波中，具有光滑或波纹/皱褶表面的无限长导电椭圆柱体所承受的光/电磁（EM）单位长度辐射力。椭圆柱体的其中一个半轴与入射场方向重合。使用模式匹配法通过矩阵求逆确定散射系数。使用了标准柱面波函数（Bessel 和 Hankel 函数）。在无任何近似的情况下，提供了假设电（TM）或磁（TE）平面波入射时光/EM 辐射力的简化表达式及精确级数展开，此外还给出了展示辐射力与散射场幅度平方直接关系的积分方程。对具有光滑或带肋/皱褶表面的导电椭圆和圆柱体进行了无量纲辐射力函数的数值计算。充分的收敛图证实了该方法在评估辐射力时的有效性和正确性，且不局限于特定频率范围（即 Rayleigh、Mie 或几何光学区域）。重点讨论了纵横比、圆柱体的无量纲尺寸、其表面的皱褶特征以及入射场的极化。这些结果与光镊及流体动力学中的其他相关应用尤为相关，在这些应用中，受均匀外部电/磁场作用的圆柱形液滴的形状和稳定性会发生改变。此外，还讨论了与其声学对应物的直接类比。