Метод физической оптики для решения задачи рассеяния света на кристаллических ледяных частицах: сравнение дифракционных формул
Рассматривается формулировка метода физической оптики, исходя из уравнений Максвелла. Показана ээквивалентность различных определений метода физической оптики. Представлено подробное сравнение трех дифракционных формул, соответствующих E-, M- и (E, M)-теориям дифракции. Установлено, что в случае дифракции на отверстии в плоском экране все три дифракционные формулы дают одинаковое сечение рассеяния для дифракционных углов вплоть до 60, однако поляризационные элементы матрицы Мюллера существенно расходятся уже для углов порядка 15–30. Также показано, что при дифракции на наклонном экране различие между E-, M- и (E, M)-теориями дифракции проявляется тем сильнее, чем сильнее наклон ээкрана. Так, при наклоне экрана порядка 80 E-, M-теории дифракции применимы только для очень небольших (порядка 1) дифракционных углов. Сравнение с точным решением, полученным методом FDTD, подтвердило, что различие между E-, M- и (E, M)-теориями дифракции для дифракции на плоском экране не так существенно, однако для расчетов предпочтительнее использовать (E, M)-теорию дифракции.
Авторы
Тэги
Тематические рубрики
Предметные рубрики
В этом же номере:
Резюме по документу**
«Оптика атмосферы и океана», 28, 9 (2015) DOI: 10.15372/AOO20150909 АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
УДК 535.42; 535.36 Метод физической оптики для решения задачи
рассеяния света на кристаллических ледяных частицах:
сравнение дифракционных формул <...> Академика Зуева, 1 3 Meteorological Research Institute, Nagamine 1-1, Tsukuba 305-0052, Japan 4 Kyushu University, Kasuga, Fukuoka 816-8580, Japan Поступила в редакцию 2.06.2015 г. Рассматривается формулировка метода физической оптики, исходя из уравнений Максвелла. <...> Представлено подробное сравнение трех
дифракционных формул, соответствующих E-, M- и (E, M)-теориям дифракции. <...> Установлено, что в случае
дифракции на отверстии в плоском экране все три дифракционные формулы дают одинаковое сечение рассеяния
для дифракционных углов вплоть до 60, однако поляризационные элементы матрицы Мюллера существенно
расходятся уже для углов порядка 15–30. <...> Также показано, что при дифракции на наклонном
экране различие между E-, M- и (E, M)-теориями дифракции проявляется тем сильнее, чем сильнее наклон
экрана. <...> Так, при наклоне экрана порядка 80 E-, M-теории дифракции применимы только для очень небольших
(порядка 1) дифракционных углов. <...> Сравнение с точным решением, полученным методом FDTD, подтвердило,
что различие между E-, M- и (E, M)-теориями дифракции для дифракции на плоском экране не
так существенно, однако для расчетов предпочтительнее использовать (E, M)-теорию дифракции. <...> Ключевые слова: физическая оптика, алгоритм трассировки пучков, рассеяние света, ледяные кристаллы,
FDTD; physical optics approximation, beam-splitting technique, light scattering, ice crystals, FDTD. <...> Введение
Несмотря на активное развитие приближения
физической оптики [1–5], в оптическом международном
научном сообществе до сих пор нет единого
точного определения этого приближения. <...> Очевидным
считается лишь то, что приближение физической
оптики по своей сути является расширением приближения
геометрической оптики за счет приближенного
учета волновых свойств света. <...> В настоящей статье дается формулировка <...>
** - вычисляется автоматически, возможны погрешности
Похожие документы: