Mie Scattering by Ensembles of Particles with Very Large Size Parameters
我们提出了一个计算机程序模拟的米氏散射的情况下，任意大的尺寸参数。计算了散射矩阵的元素、效率因子以及相应的散射截面、散射不对称性参数和散射不对称性参数。可以考虑单个颗粒以及由几种组分和粒度分布组成的颗粒集合。
2004-06-04 astro-ph physics.optics
Polarization-dependent light extinction in ensembles of polydisperse, vertical semiconductor nanowires: A Mie scattering effective medium
我们提出了一个实验和理论研究的角度和偏振相关的光消光随机阵列的多分散半导体纳米线外延生长在衬底上。镜面反射率是通过平均从洛伦兹-米氏理论获得的直径分布上的单个纳米线的散射特性来描述的。在独立散射近似下确定了描述相干光束在前向散射中的传播和衰减的复有效折射率，并用于计算与角度和偏振相关的反射率。我们的测量结果表明，高度各向异性的散射排列纳米线的合奏。
2013-11-04 physics.optics
Mie scattering theory: A review of physical features and limitations
本文通过球谐分析揭示了Mie散射理论中感应场的共振物理机制，阐明了有源与无源散射场的干涉效应，并探讨了经典解的局限性及理论改进方向。
2024-01-08 physics.optics
Polarizability Expressions for Predicting Resonances in Plasmonic and Mie Scatterers
偏振度表达式通常用于光学和光子学中，以模拟小颗粒的光散射。基于粒子散射系数的泰勒级数的模型不能预测介电粒子的形态共振。在这里，我们建议使用的特殊功能中出现的米氏散射系数的表达式的因式分解，以获得点状模型。这些模型可以应用于再现介质粒子的Mie共振和金属粒子的等离子体共振。它们提供了简单但强大的工具，以准确预测电介质粒子中的电磁Mie共振。
2017-05-12 physics.optics
Mie scattering and optical forces from evanescent fields: A complex-angle approach
米氏理论是描述球形粒子对传播电磁波散射的主要工具之一。倏逝光场也被粒子散射并施加辐射力，其可用于光学近场操纵。我们表明，米氏理论可以很自然地通过旋转的标准解决方案，由一个复杂的角度的倏逝波的散射。这为散射场和辐射力的计算提供了一个简单而有力的工具。与其他更繁琐的方法进行比较，结果显示完全一致，从而验证了我们的理论。作为其应用的例子，我们计算的散射远场辐照度和辐射力的角分布的介质和导电粒子沉浸在倏逝场。
2013-02-08 physics.optics
Mie Scattering in the Macroscopic Response and the Photonic Bands of Metamaterials
我们提出了一个通用的方法数值计算的有效介电张量的超材料，并表明，我们的形式主义可以用来研究超材料超过长波长的限制。我们考虑了由高折射率圆柱形夹杂物组成的系统，并表明我们的方法再现了米氏共振特性和光子能带结构从多重散射的方法，从而打开了可能性，研究任意复杂的几何形状的共振为基础的负折射超材料在光波长的设计。
2019-09-20 physics.optics
The role of the angular momentum of light in Mie scattering. Excitation of dielectric spheres with Laguerre-Gaussian modes
提出了一种利用拉盖尔-高斯光束增强可见光区散射电磁场波纹结构的方法。这些增强的波纹的位置以及它们的线宽可以使用不同的光束和球体的尺寸来控制。
2012-11-21 physics.optics
Tunable multiband directional electromagnetic scattering from spoof Mie resonant structure
我们证明了可以从同时支持电和磁偶极子模式的人工Mie共振结构中实现定向电磁散射。通过改变入射光的波长以及调整结构的几何参数，可以改变远场辐射方向图的方向性。特别地，在较高频率下的电四极子显著地贡献于散射场，导致方向性的增强。此外，我们进一步设计了一种准周期性的欺骗米氏共振结构，通过交替插入两种材料到狭缝中。结果表明，通过在准周期结构中激发多个不同频率的电、磁偶极子模，实现了多波段定向光散射。所提出的设计概念是通用的从微波到太赫兹区域，并可以应用于各种先进的光学器件，如天线，超材料和metsurface。
2018-01-12 physics.optics
Epsilons Near Zero limits in the Mie scattering theory
经典的Mie理论-均匀球形粒子的电磁辐射散射-被认为是在粒子和周围介质的材料分别在零极限附近的介电常数。揭示了散射横向电场（TE）的最大值为周围介质材料的介电常数接近零极限。研究了相应散射粒子的有效多极极化率。研究了在介质折射率接近于零的情况下，球形粒子在周围介质中的聚集体实现磁偶极共振并由此构造负折射率超材料的可能性。
2009-10-17 physics.optics physics.plasm-ph
Unveiling the Bright Spot with Mie Scattering
本文运用米氏散射理论解释泊松亮斑的形成，将球与圆盘衍射视为同一散射过程的互补结果，并通过球谐散射系数扩展波动光学框架，为衍射理论及光子器件设计提供新视角。
2025-10-07 physics.optics
Comment on Mie Scattering from a Sonoluminescing Bubble with High Spatial and Temporal Resolution [Physical Review E 61, 5253 (2000)]
声致发光（SL）存在的一个关键参数是相对于SL的时间，在该时间处，声能从塌陷的气泡辐射。光散射是达到这个量的一种途径。我们不同意Gompf和Pecha的说法，即高度压缩的水导致散射光的最小值出现在SL之前700 ps，这种效应导致高估了气泡壁速度。我们讨论了潜在的文物，在他们的实验安排，并纠正他们以前的实验米氏散射的描述。
2000-09-29 physics.flu-dyn physics.optics
Directional Scattering-Induced Optical Forces on a Mie Particle near a Metal Interface
ITMO University（圣彼得堡信息科技大学）
研究介电纳米颗粒靠近金属界面时的光学力，通过散射和多极响应的干涉实现高度定向散射，揭示了散射诱导力的方向和大小与辐射通道的角直接性相关，为光学分选提供新途径。
2026-05-16 physics.optics
Topological Momentum Skyrmions in Mie Scattering Fields
该研究探索了光场基本动量矢量中的拓扑结构，揭示多极米氏散射场产生的坡印廷矢量等场可形成斯格明子和梅龙拓扑纹理，且其对扰动和缺陷具有无条件拓扑稳定性，为光学力等相关研究提供新方向。
2024-11-27 physics.optics
Enhancement of inherent Raman scattering in dielectric nanostructures with electric and magnetic Mie resonances
介电纳米结构中的共振增强拉曼散射最近被证明是发展纳米测温和实验测定其模式组成的有效工具。在本文中，我们开发了一个严格的分析理论的基础上的格林函数方法来计算的拉曼发射晶体高指数介电纳米粒子。作为一个例子，我们考虑硅纳米粒子，由于活跃的光学声子模式具有很强的拉曼响应。我们将拉曼信号发射的增强与纳米颗粒内部Mie模的激发引起的Purcell效应联系起来。我们还采用数值方法计算非弹性拉曼发射在更复杂的几何形状，这不允许一个简单的分析形式的格林函数描述。从硅纳米盘的拉曼响应进行了分析，在所提出的方法，并揭示了各种米氏模式的贡献。
2017-09-22 physics.optics
Transverse scattering and generalized Kerker effects in all-dielectric Mie-resonant meta-optics
全介电共振纳米光子学是现代光学和纳米技术的核心，因为它具有独特的可能性来控制来自高折射率介电纳米颗粒和超颖表面的光的光的散射。介电米氏共振纳米光子学的一个重要概念与Kerker效应相关，Kerker效应驱动来自纳米天线和惠更斯超颖表面的光的单向光的散射。在这里，我们建议和实验证明一种新的效果表现在几乎完全同时抑制前向和后向散射场。这种效应由电偶极子和非共振四极子之间的Fano干涉控制，提供散射场的必要相位和振幅以实现横向散射。我们将这一概念扩展到介电超颖表面，其表现出零反射与横向散射和强场增强，用于共振光滤波、非线性效应和传感。
2019-05-21 physics.optics
Global Mie Scattering
在光学和光子学的各个分支学科中，米氏理论一直作为一种基本语言，发挥着不可或缺的作用。与米氏散射相关的传统研究主要集中在局部性质，如微分截面和角偏振分布。虽然在散射和吸收方面的总截面的空间集成功能是常规的调查，它们本质上取决于散射体和入射波的具体形态，因此没有表现出全球不变性的迹象。在这里，我们提出了全球米氏散射理论探索拓扑不变量的任意结构或偏振相干光的散射的任何障碍物的特性。结果表明，在远场，不依赖于任意几何和光学参数的散射体的分布和相互作用，不可避免地存在散射为零或圆偏振的方向。此外，对于每个这样的奇异方向，我们可以指定一个半整数指标，所有这些方向的指标和有界是$2$的全局拓扑不变量。我们提出的整体Mie理论，这是数学上的简单，但概念上的穿透，可以呈现新的观点，光散射和拓扑光子学的线性和非线性制度，并可能揭示新的光散射的各种形式的声波和物质波。
2020-03-09 math-ph math.MP physics.optics
The role of Mie scattering in the seeding of matter-wave superradiance
物质波超辐射是基于在动量空间中相干组织的超冷原子与后向散射波之间的相互作用。在这里，我们表明，这种机制可能是由米氏散射从原子云触发。我们展示了激光如何填充云的模式，从而在激发的原子偶极子上留下相位梯度。与处于基态的原子的干涉导致光栅，光栅又产生相干发射，有助于后向光波的开始。与单原子散射相比，由散射光产生的原子反冲“晕”表现出很强的各向异性。
2012-09-19 physics.atom-ph physics.optics
Resonances in Mie scattering by an inhomogeneous atomic cloud
尽管该过程具有量子性质，但两能级原子的密集冷样品的集体散射可以经典地解释为将样品描述为具有复折射率的宏观物体。我们证明了通过调节入射激光场的频率或原子的原子序数，在合作散射中可以很容易地观察到米氏理论中的共振。得到了具有玻色-爱因斯坦凝聚体抛物线密度特性的球形原子云的散射问题的解，计算得到的合作辐射压力在稠密云的云位移中呈现共振现象.与均匀的云不同，均匀的云显示出复杂的结构，包括狭窄的峰，这些密度显示出共振，但只有在相当规则和对比的振荡形式下。
2011-11-17 physics.atom-ph physics.optics
Lorenz-Mie scattering of focused light via complex focus fields: an analytic treatment
研究了一类广泛的聚焦电磁场与球形粒子的Lorenz-Mie散射。所讨论的聚焦场是通过复杂的焦点位移来构造的，从而得到封闭形式的表达式，该表达式可以表现出几个有趣的物理性质，例如轨道和/或自旋角动量、空间变化的偏振和可控的聚焦程度。这些领域构成完整的基础，可以被认为是标准的拉盖尔-高斯光束和最近提出的多项式高斯光束的非傍轴扩展。它们的解析形式也导致其多极展开的封闭形式表达式。这样的展开可以用来计算由球形粒子散射的场，以及场焦点和粒子之间的任何相对位置所产生的力和扭矩。
2018-09-05 physics.optics
PyMieDiff: A differentiable Mie scattering library
University of Southampton（南安普顿大学）；Istituto di Fotonica e Nanotecnologie – Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)（光子与纳米技术研究所-意大利国家研究委员会）；Sensorium Technological Laboratories（Sensorium 技术实验室）；LAAS-CNRS, Université de Toulouse（图卢兹大学 LAAS-CNRS 实验室）
PyMieDiff是一种基于PyTorch的可微米氏散射库，支持球形粒子的层状结构，提供球贝塞尔和汉克尔函数、米氏系数计算及散射效率等接口，可与TorchGDM结合进行多粒子散射模拟。
2026-03-31 physics.comp-ph physics.optics
Reciprocity Violation for Mie Scatterers at the Interface and a Scattering Solar Concentrator
本文提出利用 Mie 散射体近场非对称耦合至介质平板全内反射模式来打破光路互易性，并证明该光学二极管构型可实现至少两个数量级整流比，可用于性能媲美发光型器件的散射式太阳能聚光器。
2026-11-03 physics.app-ph physics.optics
Fano Resonance Between Mie and Bragg Scattering in Photonic Crystals
我们报道了在合成蛋白石光子晶体中观察到的连续米氏散射和窄布拉格带之间的Fano共振。共振导致透射光谱呈现出具有不对称轮廓的布拉格凹陷，其可以可调谐地反转为布拉格上升。Fano不对称性参数与填料的介电常数和由蛋白石基质确定的特定值之间的介电对比有关。Fano共振的存在与α-SiO2蛋白石球的非均匀性引起的无序直接相关。提出的理论“准三维”模型产生的结果与实验数据非常吻合。
2009-02-24 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Deterministic single photon source enabled by coherent superposition of Mie-scattering moments in a NV- center coupled dipolar antenna
产生具有高光子收集率的超亮、确定性、固态单光子源是量子技术的迫切要求。在这个方向上，正在实施与单个量子发射器耦合的各种纳米光子系统，但导致低衰减速率增强和MHz光子收集速率。在这里，我们解开相干叠加的激发米氏散射时刻在偶极天线，再加上一个单一的氮空位（NV-）中心，以实现明亮的单光子源GHz的收集率。米氏散射矩，特别是高阶多极矩的这种平衡，在广义Kerker条件下提供了具有零后向散射的强前向光散射。这导致强场强局部化，其可用于使来自偶极天线中的嵌入式NV中心的发射成形。相对衰减率提高了300倍以上，收集效率超过75%，导致光子收集率为~ 5 GHz。计算的强度-强度相关性证实了明亮的单光子发射，具有增强的速率和收集效率。
2022-10-22 physics.optics quant-ph
A set of basis functions to improve numerical calculation of Mie scattering in the Chandrasekhar-Sekera representation
光在随机介质中传播的数值计算要求将多次散射的斯托克斯强度写在一个公共的固定参考中。自动执行这些基本变换的一个特别有用的方法是将散射强度写入到Rumrasekhar-Sekera表示中。这种表示产生的副作用，使数值试验是必要的，以处理小颗粒（瑞利）和前向/后向散射的限制情况。本文提出了一组新的基函数来描述球形粒子对光的光的散射（Mie散射），并给出了Mie散射的Mie-Sekera表示。这些基函数可以在一种新的算法中实现，以计算Mie散射振幅，这直接导致所有的散射量。与传统的实现相比，这组基函数意味着自然的数值收敛到上述极限情况下，这是彻底讨论。
2010-10-16 math-ph math.MP physics.comp-ph
Non-Rayleigh limit of the Lorenz-Mie solution and suppression of the scattering by the spheres of negative refractive index
研究了负折射率材料球的光散射。我们表明，光的散射效率并不总是服从众所周知的瑞利定律$Q_{\rm sca}\sim1/λ^4$的尺寸参数的小值，但可以是波长无关的$Q_{\rm sca}\sim const$，甚至随着波长的$Q_{\rm sca}\simλ^2$。此外，还发现半径与入射波长相当的球可以抑制任意方向的散射，特别是前向散射。它可以被认为是球的布鲁斯特角的类似物。
2009-04-01 physics.gen-ph physics.optics
Non-Hermitian Singularities in Scattering Spectra of Mie Resonators
本研究揭示了非厄米系统散射谱中例外点、狄拉克点、零偶极矩态等奇点的内在关联，通过微波实验测量亚波长Mie谐振陶瓷环的散射谱加以验证，为非厄米光子学应用提供了新方向。
2024-08-11 physics.class-ph physics.optics
Mie-scattering controlled all-dielectric resonator-antenna for bright and directional point dipole emission
本文设计了一种基于Mie散射控制的全介质谐振器天线，通过Kerker条件实现NV⁻中心的高方向性发射，获得约80%的垂直收集效率。
2023-11-10 physics.optics
Coupled air lasing gain and Mie scattering loss: aerosol effect in filament-induced plasma spectroscopy
本文建立丝状诱导气溶胶荧光模型，揭示米氏散射与放大自发辐射的联合效应，并通过实验验证，为FIPS在大气遥感中的应用奠定基础。
2023-06-22 physics.optics
Investigation of Polarization-Dependent Optical Force in Optical Tweezers using Generalized Lorenz-Mie Theory
在矢量衍射理论中，线偏振激光束的紧密聚焦在焦平面周围产生各向异性的场分布。我们提出了一个数值研究的电磁场分布的聚焦光束的输入光束的偏振态和相关的光镊的陷阱刚度不对称性的影响。我们还探讨了对称性变化的偏振相关的光的力量，由于电磁场的重新分配的存在下选定的直径范围从瑞利散射制度的米氏散射制度的介质球。
2015-10-10 physics.optics
Generalized Mie theory for full-wave numerical calculations of scattering near-field optical microscopy with arbitrary geometries
本文提出基于广义Mie散射方法的全波电动力学数值计算框架，用于任意几何构型散射体的散射型扫描近场光学显微镜近场对比度计算，并展示了其在双曲声子极化激元耦合和核壳增强散射中的应用。
2023-09-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
"Killing Mie Softly": Analytic Integrals for Resonant Scattering States
我们考虑积分的产品的贝塞尔函数和球面贝塞尔函数，结合高斯因子保证收敛到无穷远。显式表示获得的积分，在1992年的文件由McPhedran，道斯和斯科特的基础上。注意是支付给那些款项与分配的一部分所产生的高斯趋于一个常数。采用这个极限为积分提供了明确的解析公式，这些积分很难用数值或其他方法计算，其解释在量子力学和电磁散射的文献中都有争议。
2018-11-17 math-ph math.MP physics.optics
Effect of finite terms on the truncation error of Mie series
Mie系数平方的有限和对于解决经典光散射问题非常有用。在文献中可用的近似公式，并仍在使用的今天，已被开发，以确定先验的最重要的条款，需要评估的散射截面的数量。在这里，我们得到了一个改进的公式，它包括所需的条款数量确定散射截面在规定的相对误差。这是使用扩展精度计算来完成的，适用于广泛的常用尺寸参数和折射率。有限项的修正公式可以有效地模拟光散射现象的一个有前途的和有价值的方法。
2012-02-27 physics.comp-ph physics.optics
Transmission matrix measurement of a single Mie scatterer
Debye Institute for Nanomaterials Science and Center for Extreme Matter and Emergent Phenomena, Utrecht University（德拜纳米科学研究所与极端物质及涌现现象中心，乌得勒支大学）
本文通过偏振完整传输矩阵测量单个介电球体，利用非轴向全息成像和角度扫描重建传输与反射复场，验证了米氏理论的准确性，为角度分辨传输矩阵测量提供了校准基准。
2026-03-18 physics.optics
Dynamic Fano resonances: From toy model to resonant Mie scattering
基于共振区和背景区响应时间随激励信号阶跃变化的显著差异，提出了一个简单的精确可积模型来描述动态Fano共振（DFRs）.该模型没有任何拟合参数，可以包括任何数量的谐振分区，并表现出高精度。它示出，在相消干涉的点的激励的振幅的任何急剧变化（无论增加或减少）引起的输出信号的强度的明显的“闪光”。特别地，当激励已经结束时，闪光应该出现在激励脉冲的后沿之后。应用该模型解释了两个谐振模同时激发的介质柱的光散射中的DFR现象，并与麦克斯韦方程组的直接数值积分结果进行了比较.
2018-09-07 physics.optics
Tailoring multipolar Mie scattering with helicity and angular momentum
线性散射过程通常被描述为入射光束参数的函数。其中包括波长、强度分布、偏振或相位。在这里，我们讨论和实验证明如何角动量和螺旋度的光的球形粒子的光散射的影响。我们测量了沉积在玻璃衬底上的$4μm$ TiO $_2$单粒子的背散射。粒子在不同的波长探测不同的光束与总角动量范围从$-8$到$+8$单位。观察到粒子的光谱行为高度依赖于入射光束的角动量和螺旋度。虽然散射场的一些特性可以用简单的谐振腔模型来描述，但高角动量光束的散射需要对球体中诱导的多极模式有更深入的了解。我们观察到，剪裁这些诱导的多极模式可以导致偏移和光谱窄化的散射光谱的峰值。此外，螺旋度和角动量的激发的特定组合导致系统的螺旋度守恒的差异，这对散射图案有明显的影响。
2018-02-19 physics.optics
Functional meta-optics and nanophotonics govern by Mie resonances
亚波长物体对电磁波的散射伴随着电和磁Mie共振的激发，这可以基本上改变散射强度和辐射图案。散射场可以分解为电多极和磁多极，磁多极定义了支撑全介质谐振超光学新领域的结构材料的磁响应。在这里，我们回顾了最近的发展，在元光学和纳米光子学，并证明了米氏共振可以发挥至关重要的作用，提供新的方法，为增强附近的许多光学效应的磁和电多极共振，以及驱动各种干涉现象，管理最近发现的新效应在纳米光子学。我们进一步讨论了全介电超光学的前沿领域，包括非线性纳米光子学，anapole纳米激光器，量子层析成像和拓扑光子学。
2017-10-24 physics.optics
Multipole Born series approach to light scattering by Mie-resonant nanoparticle structures
针对耦合多极方法解析情形有限的问题，论文提出基于 Born 级数的偶极–四极 CMM，并通过二聚体和环结构分析其收敛条件与精度。
2021-08-26 physics.optics
Inverse design of Mie resonators with minimal backscattering
School of Physics and Engineering, ITMO University（ITMO大学物理与工程学院）
本文通过逆设计方法实现了具有接近零后向散射的Mie共振器，利用广义Kerker效应和多极消去条件，为纳米光子结构设计提供了新思路。
2024-09-10 physics.optics
Multipolar second-harmonic generation by Mie-resonant dielectric nanoparticles
通过结合分析和数值方法，我们研究了由中心对称材料制成的单个高折射率介电纳米颗粒的共振增强二次谐波产生（SHG）。考虑到体和表面的非线性，我们描述了二次谐波非线性散射从硅纳米粒子光激发附近的磁和电偶极共振。我们讨论了不同非线性源的贡献，以及低阶光学Mie模对产生的远场特性的影响。我们表明，多极扩展的辐射场是占主导地位的偶极和四极模式（两个轴对称的电四极，电偶极子，和磁四极），这些模式的干扰，可以确保非线性散射的方向性。开发的多极分析可以解释的非线性散射的远场测量是有益的，它提供了前瞻性的见解CMOS兼容的非线性纳米天线的设计完全集成与硅基光子电路，以及新的非线性诊断方法。
2017-11-12 physics.optics
Energy Redistribution Signatures in Transmission Microscopy of Rayleigh- and Mie-particles
在广义Lorenz-Mie理论范围内讨论了聚焦照明下任意尺寸的球形（可能是多层）粒子的透射特性。表达式概括的总消光和散射截面的分数对应允许一个方便的建模传输信号，轴上和离轴。信号对收集角和复极化率的强烈依赖性很容易包含在这个最小但准确的模型中。精确的签名的能量重新分配和吸收的粒子的任意复值的极化率。对于完美的散射，从敏感的消光过渡到不敏感的散射信号，观察和量化的孔径，包括角度大于光束的发散角的两倍。定位，温度控制，光谱和优化消光测量的影响进行了讨论。
2014-04-02 physics.optics
Tuning Optical Properties of Metamaterials by Mie Scattering for Efficient Sub-ambient Daytime Radiative Cooling
世界范围内产生的大量蛋壳生物废弃物在填埋场直接处理后会产生异味和微生物，因此蛋壳生物废弃物的管理已成为一个棘手的问题。在此，我们提出了一种新的方法，将有害的蛋壳生物废物转化为有价值的资源，用于能源管理应用。蛋壳基薄膜是通过将蛋壳粉末嵌入聚合物基质中来制备的，以实现高效的亚环境日间辐射冷却。受益于蛋壳颗粒/空气孔在太阳光谱中的米氏散射和蛋壳在中红外（中IR）范围中的强发射，蛋壳基膜在太阳光谱中呈现出0.96的高反射率和在中红外范围中呈现出0.95的高发射率，导致在白天和夜间期间比环境温度显著降低5°C和12°C的平均温度，分别此外，蛋壳基膜表现出优异的柔韧性和自清洁性能，这对于实际的长期户外应用是有益的。我们提出的设计提供了一种新的手段，对环境友好和可持续管理的蛋壳生物废弃物。
2023-01-24 physics.app-ph physics.optics
Mie Scattering with 3D Angular Spectrum Method
本文提出3D角谱法，从任意源场分布定义光束形状系数，以支持源在计算域内灵活放置，并经共振对比与数学证明验证其高精度和广泛光学应用价值。
2023-04-25 physics.app-ph physics.optics
Unveiling dipolar spectral regimes of large dielectric Mie spheres from helicity conservation
控制电介质粒子散射光的电磁螺旋性和方向性对于全介质光学和光子学中的各种感兴趣的现象学至关重要。在这封信中，我们表明，高指数介质米氏球散射的电磁螺旋度的守恒可以用作探测纯多极光谱区域，特别是偶极性质，超出其假定的光谱间隔。这一发现揭示了偶极行为不一定限于小颗粒，与现有技术的现状形成鲜明对比。有趣的是，我们证明了对于小颗粒极限中的特定纳米球预测的最佳前向光散射条件实际上在无限数量的折射率的固定x尺寸参数下得到满足
2020-03-28 physics.optics
Observing high-k magnons with Mie-resonance-enhanced Brillouin light scattering
磁振子技术是一种超越CMOS技术的技术，它利用自旋波的量子磁振子进行低功耗信息处理。许多磁振子概念和器件最近在宏观和微观尺度上得到了证明，现在这些概念需要在纳米尺度上实现。布里渊光散射光谱和显微镜（BLS）已经成为自旋波可视化和表征的标准技术，并使许多开创性的磁振子实验成为可能。然而，由于它的基本限制，在最大可检测的磁振子动量，传统的BLS不能用于检测纳米自旋波。在这里，我们表明，在介电纳米粒子的光诱导米氏共振可用于扩展的范围内可访问的自旋波波矢量超出BLS的基本限制。该方法具有普适性，可用于处理热激发以及相干激发的高动量、短波长自旋波的许多磁振子实验。这一发现大大扩展了BLS技术用于纳米级磁振子研究的可用性和相关性。
2022-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.app-ph
Measurement of Nanoscale Surface Disturbances on Liquid Jets Using the Mie Scattering Method
School of Astronautics, Beihang University（北京航空航天大学宇航学院）；Ningbo Institute of Technology, Beihang University（北京航空航天大学宁波研究院）；National Key Laboratory of Aerospace Liquid Propulsion（航天液体动力国家重点实验室）；State Key Laboratory of High-Efficiency Reusable Aerospace Transportation Technology（高效可重复使用航天运输技术国家重点实验室）
本文提出一种基于米氏散射的测量技术，用于表征液射流上的纳米级表面扰动，通过反演算法实现亚纳米分辨率检测，并识别出初始扰动的两种内在特征。
2026-09-24 physics.flu-dyn physics.optics
Tuning Multipolar Mie Scattering of Particles on a Dielectric-Covered Mirror
本文提出将硅微球置于介质覆盖反射镜上，通过 Mie 共振与驻波、波导模式耦合来调控多极散射，并展示中红外单粒子分子指纹检测与光排斥力应用。
2023-11-11 physics.app-ph physics.optics
Titania-Based Spherical Mie Resonators Elaborated by High-Throughput Aerosol Spray: Single Object Investigation
在具有全介电纳米天线的光子学框架中，亚微米球可以用于大量的应用，包括消失后向散射、光发射器的增强方向性、光束转向和大的Purcell因子。在这里，一个高通量的制造方法的基础上气溶胶喷雾的潜力，以形成准完美的亚微米球的多晶二氧化钛。从单个粒子的光散射光谱研究揭示了尖锐的共振与米氏理论，整齐的结构色，和高的方向性。由于使用的高介电常数和无损材料，这种方法开辟了实现各向同性超材料和前向源的道路，在可见光和近紫外频率下具有磁响应，而传统的Si和Ge基Mie谐振器无法实现。
2021-03-28 cond-mat.other physics.optics
Unconventional localization of light with Mie-tronics
针对光局域化的传统实现局限，提出利用Mie-tronics通过谐振杂化、对称性破缺增强散射及莫尔结构扭转耦合的方法，突破传统限制提升亚波长系统的光波局域调控能力。
2025-11-18 physics.optics
Mie scattering due to tissue structures in the terahertz regime: Experimental and Monte Carlo verification using diffused polarimetric imaging in highly attenuating tissue phantoms
本文通过蒙特卡洛模拟与组织仿体实验，研究太赫兹波段米氏散射引起的偏振和漫射强度变化，并在离体猪皮肤烧伤模型中验证了偏振太赫兹成像检测组织结构变化的潜力。
2024-12-31 physics.bio-ph physics.med-ph physics.optics
Investigation of Whispering Gallery Modes in Circular Arrays of Dielectric Spherical Particles using multisphere Mie Scattering formalism
品质因数取决于所使用的材料。如果这些阵列由金属颗粒组成，则它们不能具有高品质因数，因为它们的光吸收限制了性能。在本文中，我们解决了以下问题：可以形成束缚模式的光的吸收可以忽略不计的电介质系统？我们在多球Mie散射理论的框架内，用最简单的类偶极方法对球形粒子的圆形阵列进行了研究，结果表明：（1）至少在折射率n > 2的情况下，可以在10个或更多个粒子的阵列中获得高质量的模式，因此可以使用像TiO 2或GaAs这样的光学材料;（2）大多数束缚模具有垂直于圆平面的近似横偏振;（3）在特别有趣的TiO 2颗粒的情况下，（金红石相，n = 2.7），最束缚模式的品质因数随着10个额外颗粒的加入几乎增加了一个数量级，而对于由GaAs制成的颗粒，添加十个额外的颗粒，品质因数增加了几乎两个数量级。更高的多极贡献的考虑已经证明，如果折射率nr大于2，则偶极方法的误差不超过百分之一。研究了不影响品质因数的最小可接受无序度。
2007-01-05 physics.chem-ph physics.optics
Lorenz-Mie theory for 2D scattering and resonance calculations
本博士教程关注二维广义洛伦兹-米氏理论（2D-GLMT）的描述，这是一种用于计算光与圆柱形散射体阵列相互作用的成熟数值方法。这个理论是基于分离变量的方法和圆柱函数的加法定理的应用。本教程的目的是组装必要的实用工具，以实现2D-GLMT方法的计算散射的被动散射体或共振的光学有源介质。第一部分包含了矢量和标量亥姆霍兹方程的二维几何形状的推导，从麦克斯韦方程组。光学活性介质包括在2D-GLMT使用最近的固定配方的麦克斯韦-布洛赫方程称为稳态从头算激光理论（SALT），它引入了新的类的解决方案，有用的共振计算。在这些概述之后，给出了2D-GLMT的详细描述。重点放在散射计算的波束形状系数的推导，以及使用2D-GLMT和SALT的组合的谐振模式的计算。最后一节包含几个数值例子，说明散射和共振计算的2D-GLMT的全部潜力。这些例子，来自文献，包括集成偏振滤波器的设计和光子晶体腔和随机激光器的光学模式的计算。
2015-09-22 physics.comp-ph physics.optics
Quantum Electrodynamics with a Nonmoving Dielectric Sphere: Quantizing Lorenz-Mie Scattering
本文量子化真空中非移动介质球体周围的电磁场，推导平面波与归一化本征模式的正则变换，并用于分析单光子、压缩光及双光子散射，揭示三维分束器的洪-欧-曼德尔干涉角分布，为光与介质球体机械自由度量子相互作用奠定理论。
2023-11-14 physics.optics quant-ph
An intriguing branching of the maximum position of the absorption cross section in Mie theory explained
可以利用对散射和吸收截面的最大值的位置的潜在控制来更好地定制用于特定光-物质相互作用应用的纳米颗粒。在这里，我们详细解释了一个明显的蓝移的吸收截面峰相对于金属球形粒子的局部表面等离子体共振（LSPR）和剩余的散射和消光截面的机制。这种截面最大值的分支需要尺寸参数x~0.7的某个阈值，并且是获得高荧光增强的先决条件，因为高辐射率增强的光谱区域与高非辐射率增强的光谱区域分离。结果是吸收截面的最大值不能用作x>0.7的LSPR位置的定义。
2020-05-15 physics.optics
Unveiling the scattering behavior of small spheres
探索小球体散射行为的经典方法是用泰勒级数展开近似Mie系数。这个实验提供了大量有见地的结果，主要是支持局部等离子共振的小球体。然而，许多散射方面仍然是未知的，特别是关于磁共振。在这里，提出了一种替代的系统anastrics的基础上的Padé近似的米氏系数。结果揭示了第一次磁共振的自调节辐射阻尼机制的存在和高阶多极子的新的一般共振方面。因此，一个系统的方法来探索的散射行为的介绍，锐化我们的理解球的散射行为和它的紧急功能。
2016-11-14 physics.optics
