Том 15, номер 08, статья № 6

Аннотация:

Для решения задачи о нестационарном линейном упругом рассеянии света на диэлектрической сферической частице развит теоретический подход, заключающийся в представлении оптических полей рассеянного излучения в виде разложения по собственным функциям стационарной задачи, где коэффициенты разложения определяют временное поведение поля и удовлетворяют неоднородным уравнениям колебаний. Изучены переходные процессы при формировании оптических полей в микрочастице. Показано, что нестационарность рассеяния импульса проявляется, прежде всего, во временном сдвиге максимума внутреннего поля относительно профиля исходного импульса и затягивании его заднего фронта. Указанное поведение нестационарных полей связано с резонансным характером процесса упругого рассеяния световой волны на частице, когда возбуждаются собственные колебательные моды внутреннего оптического поля, времена жизни которых могут быть сравнимы или значительно больше длительности лазерного импульса.

Список литературы:

1. Debye P. Der Lichtdruck auf Kugeln von beliebigem Material // Ann. Phys. (Leipzig). 1909. S. 57–136.
2. Mie G. Beiträge zur Optik trüber Medien, speziell kolloidaler Metallösungen // Ann. Phys. (Leipzig). 1908. Bd 25. H. 25. S. 377–445.
3. Ван де Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1961. 536 с.
4. Шифрин К.С. Рассеяние света в мутной среде. М.; Л.: ГИТТЛ, 1951. 288 с.
5. Kerker M. The scattering of light and other electromagnetic radiation. New York: Academic Press, 1969. 619 p.
6. Пришивалко А.П. Оптические и тепловые поля внутри светорассеивающих частиц. Минск: Наука и техника, 1983. 190 с.
7. Rairoux P., Schillinger H., Niedermeier S., Rodriguez M., Ronneberger F., Sauerbrey R., Stein B., Waite D., Wedekind C., Wille H., Woste L. Remote sensing of the atmosphere using ultrashort laser pulses // Appl. Phys. B. 2000. V. 71. P. 573–580.
8. Fuchs R., Kliewer K.L. Optical modes of vibration in an ionic crystal sphere // J. Opt. Soc. Amer. 1968. V. 58. № 3. P. 319–330.
9. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Зуев В.Е., Кабанов А.М., Погодаев В.А. Нелинейная оптика атмосферного аэрозоля. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. 260 c.
10. Калиненко А.Н., Творогов С.Д. Рассеяние импульса света на сферических частицах с большим показателем преломления // Ж. прикл. спектроскопии. Т. ХХ. Вып. 1. С. 140–145.
11. Chowdhury D.Q., Hill S.C., Barber P.W. Time dependence of internal intensity of a dielectric sphere on and near resonance // J. Opt. Soc. Amer. B. 1992. V. 9. № 8. P. 1364–1373.
12. Shifrin K.S., Zolotov I.G. Nonstationary scattering of electromagnetic pulses by spherical particles // Appl. Opt. 1995. V. 34. № 3. P. 552–558.
13. Землянов А.А., Гейнц Ю.Э. Резонансное возбуждение светового поля в слабопоглощающих сферических частицах фемтосекундным лазерным импульсом. Особенности нелинейно-оптических взаимодействий // Оптика атмосф. и океана. 2001. Т. 14. № 5. С. 349–359.
14. Yee K.S. Numerical Solution of Initial Boundary Value Problems Involving Maxwell’s Equations in Isotopic Media // IEEE Trans. Antennas and Propag. 1966. V. Ap-14. № 3. P. 302–307.
15. Yang P., Liou K.N., Mishchenko M.I., and Bo-Cai Gao. Efficient finite-difference time-domain scheme for light scattering by dielectric particles: application to aerosols // Appl. Opt. 2000. V. 39. № 21. P. 3727–3737.
16. Землянов А.А., Гейнц Ю.Э. Нелинейные эффекты вынужденного рассеяния света в сферических частицах // Оптика атмосф. и океана. 1999. Т. 12. № 10. С. 935–944.
17. Ханин Я.И. Динамика квантовых генераторов // Квант. радиофиз. Т. 2. М.: Сов. радио, 1975. 496 с.
18. Вайнштейн Л.А. Открытые резонаторы и открытые волноводы. М.: Сов. радио, 1966. 518 с.
19. Стрэттон Дж.А. Теория электромагнетизма. М.; Л.: ОГИЗ, 1948. 540 с.
20. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986. 660 с.
21. Никольский В.В. Вариационные методы для внутренних задач электродинамики. М.: Наука, 1967. 460 с.
22. Aden A.L., Kerker M. Scattering of electromagnetic waves from two concentric spheres // J. Appl. Phys. 1951. V. 22. № 9. P. 1242–1245.
23. Kaiser T., Lange S., Schweiger G. Structural resonances in a coated sphere: investigation of the volume-avereged source function and resonance position // Appl. Opt. 1994. V. 33. № 33. P. 7789–7797.
24. Lam C.C., Leung P.T., Young R. Explicit asymptotic formulas for the position, widths and strengths of resonances in the Mie scattering // J. Opt. Soc. Amer. B. 1992. V. 9. № 9. P. 1585–1592.
25. Kasparian J., Wolf J.-P. A new transient SRS analysis method of aerosols and application to a nonlinear femtosecond lidar // Opt. Commun. 1998. V. 152. № 3. P. 355–360.