非衍射Tricomi光束照射下海洋球形气溶胶粒子的散射与偏振特性研究

《Scientific Reports》：Numerical study of scattering and polarisation characteristics of marine spherical aerosol particles illuminated by non-diffracting Tricomi beams

　　摘要：非衍射光束具有出色的自愈和传播特性，使其在自由空间光通信、大气光学和遥感领域独具优势。Tricomi光束是一种新型无衍射结构光束，其在湿润海洋气溶胶环境中的散射特性目前尚未得到充分探索。在本工作中，我们系统地研究了非衍射Tricomi光束照射下海洋球形气溶胶粒子的散射及其偏振响应。我们利用广义洛伦兹-米氏理论计算Tricomi光束形状系数，随后考察远场散射强度和偏振特性。结果表明，散射强度和偏振响应可通过调节光束配置参数（即拓扑荷、非对称参数和半锥角）以及受相对湿度因素影响的海气气溶胶粒径和折射率变化来精确调控。增大气溶胶半径或拓扑荷可增强散射强度，而湿度引起的海气气溶胶存在会导致散射振幅和相对偏振响应发生显著变化。这些发现揭示了Tricomi光束在湿润海洋环境中的基本散射响应，并凸显了其在含气溶胶通道中高效光通信以及基于偏振的环境监测方面的应用潜力。