贝塞尔光束随机散射：任意入射与离散粒子的数值模拟

本文探讨了"随机离散粒子对任意入射贝塞尔光束的多次散射"这一关键领域的研究。在现代光学和光子学中，贝塞尔光束因其特有的空间频率分布，常用于光束控制和微纳米尺度下的光学操作。然而，当这些光束遇到随机分布的离散粒子时，会产生复杂的散射现象，这在许多应用中，如显微成像、生物医学、通信和材料科学等领域都具有重要意义。 作者们针对这一问题，提出了一个高效数值方法，通过结合贝塞尔光束的矢量表达式与旋转欧拉角，能够精确地模拟出任意角度入射的贝塞尔光束。贝塞尔光束的特点在于其在空间中的包络形状，这种特性使得它在处理复杂散射问题时表现出优越性。利用混合矢量有限元边界积分特征基函数（Hybrid Vector Finite Element - Boundary Integral - Characteristic Basis Function，HVFE-BIM）方法，研究人员能够处理涉及大量随机分布粒子的散射问题。这种方法的优势在于其灵活性，不仅适用于均匀分布的均质粒子，也适用于非均质和各向异性颗粒，能有效处理多种复杂的多散射场景。 该研究通过数值结果展示了所提出的算法的有效性和实用性，通过模拟观察了随机离散粒子在贝塞尔光束照射下产生的散射模式。这些结果对于理解光与物质相互作用的基本规律，优化光子器件设计，以及在纳米技术中控制光的行为具有重要的理论价值和实际应用价值。 这篇研究论文是光子学领域的一项创新工作，它不仅深化了我们对随机散射现象的理解，还为如何利用贝塞尔光束进行精密操控提供了强大的工具，为未来的光子ics设计和新型光学系统开发奠定了坚实的基础。对于任何从事光子学、光学工程或者纳米科技研究的人来说，这篇文章都是不可或缺的知识参考资料。