球形粒子对艾里光束的散射研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

近年来，艾里光束由于其独特的无衍射、自修复和自弯曲特性，在光学微操纵、生物医学成像和光通信等领域展现出巨大的应用潜力。

球形粒子作为自然界和人工材料中常见的散射体，对其散射特性的研究一直是光散射领域的重点。

深入研究球形粒子对艾里光束的散射特性，不仅能够揭示艾里光束与物质相互作用的物理机制，还将为艾里光束在各个领域的应用提供重要的理论依据和指导。

2. 本选题国内外研究状况综述

艾里光束和光散射的研究都拥有着悠久的历史和丰硕的成果。

近年来，随着艾里光束的实验实现和应用研究的兴起，国内外学者开始关注艾里光束的散射特性，并取得了一系列重要进展。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题研究的主要内容是球形粒子对艾里光束的散射特性，具体包括以下几个方面:

1. 主要内容

1.研究艾里光束的基本特性，包括其无衍射传播、自修复和自弯曲特性，以及其数学描述方法。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析和数值模拟相结合的方法，具体步骤如下：
1.文献调研阶段：查阅国内外有关艾里光束、光散射理论、数值计算方法等方面的文献资料，了解球形粒子对艾里光束散射的研究现状、发展趋势以及相关理论基础，为本研究奠定理论基础。

2.理论建模阶段：基于麦克斯韦方程组和米氏散射理论，建立球形粒子对艾里光束散射的数学模型。

推导散射系数、散射效率等关键物理量的表达式，并分析各参数对散射特性的影响。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.系统研究不同尺寸球形粒子对艾里光束的散射特性，分析散射强度、散射效率和散射场空间分布与粒子尺寸、艾里光束参数以及偏振状态之间的关系，为艾里光束的应用提供更全面的理论依据。

2.结合数值模拟和理论分析方法，深入研究球形粒子对艾里光束散射的物理机制，揭示艾里光束与物质相互作用过程中的能量传输和动量变化规律。

3.将艾里光束的散射特性与传统高斯光束的散射特性进行比较，分析艾里光束散射的独特优势，为艾里光束在光操纵、生物医学成像等领域的应用提供新的思路。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 周志远,王子华,张军,等. 基于richards-wolf矢量衍射理论的艾里光束整形研究[j]. 激光技术, 2018,42(1): 67-72.

[2] 陈向平,刘娟. 基于richards-wolf矢量衍射理论的径向偏振反常艾里光束的产生和传输特性[j]. 光学学报, 2017,37(3): 138-145.

[3] 程云松,陈子阳,周寿桓. 基于菲涅耳衍射积分的有限能艾里光束研究[j]. 激光与光电子学进展, 2017,54(3): 124-129.