2。理论和计算方法gydF4y2Ba
GLMT框架中,入射高斯光束字段包括电场和磁场可以被描述为布朗标量势(BSP)球面坐标系统(gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba,gydF4y2Ba
θgydF4y2Ba,gydF4y2Ba
φgydF4y2Ba)[gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba
12gydF4y2Ba]。然后发现字段组件gydF4y2Ba
(1)gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
UgydF4y2Ba
TMgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
kgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
UgydF4y2Ba
TMgydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba
θgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
UgydF4y2Ba
TMgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
θgydF4y2Ba
−gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
ωgydF4y2Ba
μgydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
罪gydF4y2Ba
θgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
UgydF4y2Ba
TEgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
φgydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba
φgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
罪gydF4y2Ba
θgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
UgydF4y2Ba
TMgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
φgydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
ωgydF4y2Ba
μgydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
UgydF4y2Ba
TEgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
θgydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
HgydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
UgydF4y2Ba
TEgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
kgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
UgydF4y2Ba
TEgydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
HgydF4y2Ba
θgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
ωgydF4y2Ba
εgydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
罪gydF4y2Ba
θgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
UgydF4y2Ba
TMgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
φgydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
UgydF4y2Ba
TEgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
θgydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
HgydF4y2Ba
φgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
罪gydF4y2Ba
θgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
UgydF4y2Ba
TEgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
φgydF4y2Ba
−gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
ωgydF4y2Ba
εgydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
UgydF4y2Ba
TMgydF4y2Ba
∂gydF4y2Ba
θgydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
在哪里gydF4y2Ba
UgydF4y2Ba
TMgydF4y2Ba
和gydF4y2Ba
UgydF4y2Ba
TEgydF4y2Ba
横磁(TM)和横电(TE) BSP,分别;gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
−gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
;gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
和gydF4y2Ba
HgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
分别被称为电场和引入磁场;gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
θgydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
φgydF4y2Ba
球面坐标系统;gydF4y2Ba
kgydF4y2Ba
是波数;gydF4y2Ba
ωgydF4y2Ba
是角频率的电磁波;和gydF4y2Ba
μgydF4y2Ba
和gydF4y2Ba
εgydF4y2Ba
介质的磁导率和介电常数,分别。gydF4y2Ba
粒子的散射截面和灭绝截面进行计算gydF4y2Ba
(2)gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
scagydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
λgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
πgydF4y2Ba
∑gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
∞gydF4y2Ba
∑gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
−gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba
!gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
−gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba
!gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
TMgydF4y2Ba
米gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
bgydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
TEgydF4y2Ba
米gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
extgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
∫gydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
πgydF4y2Ba
∫gydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
πgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
再保险gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba
φgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
HgydF4y2Ba
θgydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
∗gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba
φgydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
HgydF4y2Ba
θgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
∗gydF4y2Ba
−gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba
θgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
HgydF4y2Ba
φgydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
∗gydF4y2Ba
−gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba
θgydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
HgydF4y2Ba
φgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
∗gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
罪gydF4y2Ba
θgydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
θgydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
φgydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
在哪里gydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
TMgydF4y2Ba
米gydF4y2Ba
和gydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
TEgydF4y2Ba
米gydF4y2Ba
是GLMT的广义函数,gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
和gydF4y2Ba
bgydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
米氏理论的散射系数,gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba
和gydF4y2Ba
HgydF4y2Ba
磁和电能量。gydF4y2Ba
根据GLMT,粒子随机位于高斯光束和散射性质也由梁的位置信息。在图gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba,光束传播gydF4y2Ba
zgydF4y2Ba轴由负gydF4y2Ba
zgydF4y2Ba积极gydF4y2Ba
zgydF4y2Ba和电场组件是振动gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba轴。坐标原点gydF4y2Ba
ogydF4y2Ba束腰中心,其腰半径是吗gydF4y2Ba
wgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
。这一事件的单位波长gydF4y2Ba
λgydF4y2Ba和粒子半径gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba,以及光束腰半径gydF4y2Ba
wgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
,是gydF4y2Ba
μgydF4y2Ba米(gydF4y2Ba
17gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba
入射高斯光束的几何坐标。gydF4y2Ba
测量粒子系统,粒子可以在任何地方分布在高斯光束(gydF4y2Ba
18gydF4y2Ba]。在这里,我们定义粒子在半圆的地区,也就是说,gydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
≤gydF4y2Ba
zgydF4y2Ba
≤gydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
πgydF4y2Ba
wgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
/gydF4y2Ba
λgydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
ygydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
≤gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
wgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
。gydF4y2Ba
表gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba显示了球形粒子的散射截面不同位置的高斯光束。粒子半径gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba是0.1,这一事件波长gydF4y2Ba
λgydF4y2Ba是0.5,腰半径gydF4y2Ba
wgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
是1,粒子的相对复杂的反射指数吗gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba是1.33。六个笛卡尔坐标中的位置(0,0,0)、(0,1,0),10.88(0,2),(0,0,10.88),(0.1,0.1,0.1),(0.1,0.1,1)。很明显,球形粒子的散射截面也不同,当粒子的位置是不同的。在表gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba的散射截面和吸收截面计算球体粒子在高斯光束。粒子的相对复杂的反射指数gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba1.33 + 0.1gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba,粒子半径gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba是0.1,这一事件波长gydF4y2Ba
λgydF4y2Ba是0.5,腰半径gydF4y2Ba
wgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
是1。我们可以看到,球形粒子的吸收截面仍与高斯光束中不同的位置不同。gydF4y2Ba
球形粒子的散射截面不同位置(gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba= 0.1,gydF4y2Ba
λgydF4y2Ba= 0.5,gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba= 1.33)。gydF4y2Ba
位置gydF4y2Ba |
(0,0,0)gydF4y2Ba |
(0,1,0)gydF4y2Ba |
10.88 (0,2)gydF4y2Ba |
10.88 (0,0,)gydF4y2Ba |
(0.1,0.1,0.1)gydF4y2Ba |
(0.1,0.1,1)gydF4y2Ba |
CgydF4y2BascagydF4y2Ba |
0.601405gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba−14gydF4y2Ba |
0.828364gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba−15gydF4y2Ba |
0.206664gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba−15gydF4y2Ba |
0.153682gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba−14gydF4y2Ba |
0.578179gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba−14gydF4y2Ba |
0.564966gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba−14gydF4y2Ba |
球形粒子的散射和吸收截面不同位置。(gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba= 0.1,gydF4y2Ba
λgydF4y2Ba= 0.5,gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba= 1.33 + 0.1gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
位置gydF4y2Ba |
(0,0,0)gydF4y2Ba |
(0,1,0)gydF4y2Ba |
10.88 (0,2)gydF4y2Ba |
10.88 (0,0,)gydF4y2Ba |
(0.1,0.1,0.1)gydF4y2Ba |
(0.1,0.1,1)gydF4y2Ba |
CgydF4y2BascagydF4y2Ba |
0.579785gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba−14gydF4y2Ba |
0.798824gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba−15gydF4y2Ba |
0.199261gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba−15gydF4y2Ba |
0.148166gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba−14gydF4y2Ba |
0.557396gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba−14gydF4y2Ba |
0.544659gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba−14gydF4y2Ba |
CgydF4y2Ba腹肌gydF4y2Ba |
0.105321gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba−13gydF4y2Ba |
0.147600gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba−14gydF4y2Ba |
0.365064gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba−15gydF4y2Ba |
0.270385gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba−14gydF4y2Ba |
0.101278gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba−13gydF4y2Ba |
0.989770gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba−14gydF4y2Ba |
(gydF4y2Ba
rgydF4y2Ba= 0.1,gydF4y2Ba
λgydF4y2Ba= 0.5,gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba= 1.33 + 0.1gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
为了探讨共同海损nonspherical矿物粒子的散射截面,三个气溶胶,也就是说,长石,石英,和红粘土进行了研究,和球体模型用于表示实际nonspherical矿物粒子。由于粒子的散射繁华在高斯光束与位置相关的信息,蒙特卡洛统计估计方法用于确定这些随机nonspherical粒子的分布位置(gydF4y2Ba
19gydF4y2Ba,gydF4y2Ba
20.gydF4y2Ba]。后的平均位置信息,我们可以获得的一般位置随机粒子,然后粒子的平均散射截面与GLMT也计算框架。gydF4y2Ba
图gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba给出了散射截面的球体石英颗粒大小不同。球体,有两个参数代表它的形状,也就是说,长宽比和转动轴的半径。在这里,我们使用equal-surface区域球体代表球体粒子,和equal-surface直径可以计算球体粒子。在图gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba,gydF4y2Ba
wgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
分别等于1和10和gydF4y2Ba
TgydF4y2Ba矩阵法也用于获得球体粒子的散射截面的平面波作为对比(gydF4y2Ba
21gydF4y2Ba]。石英颗粒的相对复杂的反射指数gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba是1.54,和入射波长gydF4y2Ba
λgydF4y2Ba是0.5。我们可以看到,之间发生了严重的分歧高斯光束和平面波,和较大的差异减少gydF4y2Ba
wgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
。因为高斯光束逐渐变成了平面波时gydF4y2Ba
wgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
是无限的。图gydF4y2Ba
3gydF4y2Ba描述了球体石英颗粒的散射截面长宽比= 1/3gydF4y2Ba
wgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
= 1。参数在水平轴转动轴的直径,和gydF4y2Ba
TgydF4y2Ba矩阵法也用于获得球体粒子的散射截面的平面波作为比较。gydF4y2Ba
石英颗粒的散射截面(gydF4y2Ba
λgydF4y2Ba= 0.5,gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba= 1.54)。gydF4y2Ba
石英颗粒的散射截面(纵横比= 1/3,gydF4y2Ba
λgydF4y2Ba= 0.5,gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba= 1.54)。gydF4y2Ba
图gydF4y2Ba
4gydF4y2Ba给出了长石粒子的散射和吸收截面。图gydF4y2Ba
5gydF4y2Ba是长石颗粒的散射和吸收横截面长宽比= 2。长石颗粒,虚部的复杂反射指数不为零,然后吸收横截面的长石颗粒可以计算。随着equal-surface直径或转动轴的直径,高斯光束之间的差异和平面波放大。gydF4y2Ba
散射和吸收横截面的长石颗粒(gydF4y2Ba
λgydF4y2Ba= 0.5,gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba= 1.5 + 0.001gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
长石颗粒的散射和吸收横截面(纵横比= 2,gydF4y2Ba
λgydF4y2Ba= 0.5,gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba= 1.5 + 0.001gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
图gydF4y2Ba
6gydF4y2Ba给出了红粘土粒子的散射和吸收截面。图gydF4y2Ba
7gydF4y2Ba是红粘土粒子的散射和吸收横截面长宽比= 1/2。红粘土颗粒,实部的复杂反射指数大于长石颗粒和石英颗粒。高斯光束之间的差异相对较小和平面波gydF4y2Ba
wgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
= 10,而不同的散射和吸收横截面的长石颗粒和石英颗粒。gydF4y2Ba
红粘土粒子的散射和吸收横截面(gydF4y2Ba
λgydF4y2Ba= 0.5,gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba= 1.7 + 0.001gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
红粘土粒子的散射和吸收横截面(纵横比= 1/2,gydF4y2Ba
λgydF4y2Ba= 0.5,gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba= 1.7 + 0.001gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
数据gydF4y2Ba
8gydF4y2Ba和gydF4y2Ba
9gydF4y2Ba显示球体粒子的散射和吸收横截面为1.5 + 0.01gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba。在图gydF4y2Ba
9gydF4y2Ba入射波长为1.2。根据这个仿真,仍有差异高斯光束和平面波入射波长较大的差异更小。gydF4y2Ba
球体粒子的散射和吸收横截面(gydF4y2Ba
λgydF4y2Ba= 0.5,gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba= 1.5 + 0.01gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
球体粒子的散射和吸收横截面(gydF4y2Ba
λgydF4y2Ba= 1.2,gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba= 1.5 + 0.01gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba