О решении проблемы рассеяния света сфероидами для TM и ТЕ мод при использовании сфероидального базиса

Аннотация

Рассеяние света сфероидами играет важную роль в различных приложениях.
Наиболее эффективный алгоритм расчета оптических свойств сфероидов
использует разложения полей по специальному сфероидальному базису, и
его применение ограничено из-за трех проблем – трудностей вычисления
сфероидальных функций комплексного аргумента, отсутствия перехода к
стандартной T-матрице и потери точности из-за сложности расчетов при одном
случае поляризации падающего излучения (ТЕ моде). Первые две трудности
были недавно в значительной степени преодолены, и в данной работе мы
решаем последнюю проблему – используя преобразования T-матриц, находим,
как решение для ТЕ моды может быть выражено через более простое и
устойчивое решение для другой (ТМ) моды. Проведенные нами численные
расчеты показывают, что предлагаемый подход улучшает точность результатов на
несколько порядков, ускоряет решение в несколько раз и существенно расширяет
область его применимости (до дифракционных параметров более 100).