(27) 16 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

 PDF, 517 kB

Страницы: 95-104.

Язык статьи: Русский.

Аннотация:
На основе теории Ми произведен расчет векторов напряженности, интенсивности и вектора Умова-Пойнтинга для электромагнитного поля, которое образуется в результате дифракции плоской линейно-поляризованной монохроматической волны на диэлектрическом микрошаре, радиус которого составляет несколько длин волн. С помощью микроскопа и телекамеры произведены также измерения распределений интенсивности света на разных плоскостях вблизи полистиролового шарика диаметром 5 микрон, при дифракции на нем пучка света гелий-неонового лазера. Расчетные и экспериментальные картины дифракции качественно согласуются.

Keywords:
electromagnetic wave, microsphere, Mie theory, Umov-Poynting vector, plane linearly polarized monochromatic wave, helium-neon laser

Citation:
Smirnitsky AV, Skidanov RV, Kotlyar VV. Calculation and measurement of the diffraction field of a plane electromagnetic wave inside and outside a microsphere. Computer Optics 2005; 27: 95-104.

Acknowledgments:
This work was supported by the Russian-American Basic Research and Higher Education Program (BRHE) and a grant from the President of the Russian Federation (NSh-1007.2003.1)

Литература:

1. Борн M., Вольф Э. Основы оптики // М.: Наука, 1973. - 720 с.
2. Ван Де Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами // М.: ИЛ, 1961. - 536 с.
3. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами // М.: Мир, 1986. - 664 с.
4. Nieminen T. A., Rubinsztein-Dunlop H., Heckenberg H. R. Calculation and optical measurement of laser trapping forces on non-spherical particles // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 2001. Vol. 70. P. 627-637.
5. Malagnini N., Pesce G., Sasso A., Arimondo E. Measurements of trapping efficiency and stiffness in optical tweezers // Optics Communications, 2002. Vol. 214. P. 15-24.
6. Lock J.A., Gouesbet G. Rigorous justification of the localized approximation to the beam-shape coefficients in generalized Lorenz-Mie theory. I. On-axis beams // Journal of Optical Society of America A, 1994. Vol. 9. P. 2503-2515.
7. Lock J.A., Gouesbet G. Rigorous justification of the localized approximation to the beam-shape coefficients in generalized Lorenz-Mie theory. II. Off-axis beams // Journal of Optical Society of America A, 1994 Vol. 9. P. 2516-2525.
8. Andreasen M. Scattering from bodies of revolution // IEEE Trans. Antennas Prop., 1965. AP-13, Р. 303-310.
9. Mantz J., Harrington R. Radiation and scattering from bodies of revolution // Applied Science Research, 1969. Vol. 20. P. 405-435.
10. Wu T., Tsai L. Scattering from arbitrarily-shaped lossy dielectric bodies of revolution // Radio Science, 1977. Vol. 12. P. 709-718.
11. Medgyesi-Mitschang L., Putman J. Electromagnetic scattering from axially inhomogeneous bodies of revolution // IEEE Trans. Antennas Prop., 1964. AP-32. P. 797-806.
12. Gedney S., Mittra R. The use of the FFT for the efficient solution of the problem of electromagnetic scattering by a body of revolution // IEEE Trans. Antennas Propag., 1990. Vol. 38. P. 313-322.
13. Prather D.W., Shi S. Formulation and application of the finite-difference time-domain method for the analysis of axially symmetric diffractive optical elements // Journal of Optical Society of America A, 1999. Vol.16. № 5. P. 1131-1142.
14. Farafonov V.S., Ilin U.B., Henning T. A new solution of the light scattering problem for axisymmetric particles // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 1999. Vol. 63. P. 205-215.
15. Zhang D., Yang X., Tjin S., Krishnan S. Rigorous fine doman simulation of momentum transfer between light and microscopic particles in optical trapping // Opt. Express, 2004. Vol. 12. № 10. P. 2220-2230.
16. Nieminen T.A., Rubinsztein-Dunlop H., Heckenberg N.R., Bishop A.I. Numerical modeling of optical trapping // Comp. Phys. Commun., 2001. Vol. 142. P. 468-471.
17. Yao X., Li Z., Gou H., Cheng B., Zhang D. Effect of spherical aberration on optical trapping forces for Rayleigh particles // China Phys. Lett., 2001. Vol. 18. № 3. P. 432-434.
18. Ganic D., Gan X., Gu M. Exact radiation trapping force calculation based on vectorial diffraction theory // Opt. Express, 2004. Vol. 12. № 12. P. 2670-2675.
19. Im K., Kim H., Joo I., Oh C., Song S., Kim P., Park B. Optical trapping forces by a focused beam through two media with different refractive indices // Opt. Commun., 2003. Vol. 226. P. 25-31.
20. Chen C., Konkola P., Ferrera J., Keilmann R., Schaffenberg M. Analysis of vector Gaussian beam propagation and the validity of paraxial and spherical approximations // Journal of Optical Society of America A, 2002. Vol.19. № 2. P. 404-412.
21. Wu Z., Guo L. Electromagnetic scattering from a multilayered cylinder arbitrary located in a gaussian beam, a new recursiver algorithms // Progress in Electr. Res., PRIER, 1998. Vol. 18. P. 317-333.
22. Marston P. L., Chrichton J. H. Radiation torque on a sphere caused by circulalarly-polarized electromagnetic wave // Physical Review A, 1984. Vol. 30. № 3. P. 2508-2516.
23. Hong Du, Hao Zhang Ultra high precision Mie scattering calculations. // 2002. http://optics.physics.miami.edu/exp/Mie/UltraHighMie.pdf
24. Hong Du Mie scattering calculations // Applied Optics, 2004. Vol. 43. № 9.
25. Wiscombe W.J. Improved Mie scattering algorithms // Applied Optics, 1980. Vol. 19.
26. Shybanov E.B. The improved computational method of scattering calculations on spherical particles // Marine Hydrophysical Institute, Ukrainian Academy of Science.
27. Бажан В. Пакет ScatLab 1.2 // 2003. http://www.scatlab.com.

---

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: journal@computeroptics.ru; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20