A high-order perturbation of envelopes (HOPE) method for scattering by periodic inhomogeneous media
A high-order perturbation of envelopes (HOPE) method for scattering by periodic inhomogeneous media
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用于周期性非均匀介质散射的高阶包络扰动 (HOPE) 方法
DOI：
10.1090/qam/1568
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发表时间：
2020
影响因子：
0.8
通讯作者：
Nicholls, David P.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Nicholls, David P.
线性波与周期性结构的相互作用出现在广泛的科学和工程应用中。对于此类问题，通常要求数值模拟必须快速、稳健且高度准确。考虑到这些特性，经常使用高阶谱方法，在本文中，我们描述并测试了适合此类的微扰方法。在这里，我们将非均匀（但横向周期性）介电常数视为恒定值的扰动并追求（常规）扰动理论。我们证明，这不仅可以带来快速而准确的数值方法，而且该几何参数中的场扩展对于大变形（直至拓扑障碍）是有效的。最后，我们证明，如果介电常数变形是空间解析的，那么它所散射的场也是空间解析的。1．介绍。线性波与周期性结构的相互作用出现在工程和物理科学的应用中。例子很容易在声学（例如，水声学[9]、遥感[49]和无损检测[47]）、电磁学（例如，表面增强光谱[32]、非凡光传输[14]、癌症治疗[15]和表面等离子共振（SPR）生物传感[23、26、30、39]）和弹性动力学（例如，危险评估[20]和全波形反演）中找到。 [50]）。
The interaction of linear waves with periodic structures arises in a broad range of scientific and engineering applications. For such problems it is often mandatory that numerical simulations be rapid, robust, and highly accurate. With such qualities in mind High–Order Spectral methods are often utilized, and in this paper we describe and test a perturbative method which fits into this class. Here we view the inhomogeneous (but laterally periodic) permittivity as a perturbation of a constant value and pursue (regular) perturbation theory. We demonstrate that not only does this lead to a fast and accurate numerical method, but also that the expansion of the field in this geometric parameter is valid for large deformations (up to topological obstruction). Finally, we show that, if the permittivity deformation is spatially analytic, then so is the field scattered by it.1. Introduction. The interaction of linear waves with periodic structures arises in applications from across the engineering and physical sciences. Examples can readily be found in acoustics (eg, underwater acoustics [9], remote sensing [49], and nondestructive testing [47]), electromagnetics (eg, surface enhanced spectroscopy [32], extraordinary optical transmission [14], cancer therapy [15], and surface plasmon resonance (SPR) biosensing [23, 26, 30, 39]), and elastodynamics (eg, hazard assessment [20] and full waveform inversion [50]).
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影响因子：
3.7
作者：
Nicholls, David P.
通讯作者：
Nicholls, David P.
影响因子：
64.8
作者：
Ebbesen, TW;Lezec, HJ;Wolff, PA
通讯作者：
Wolff, PA
DOI：
10.1007/978-3-642-81500-3
发表时间：
1980
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
R. Petit
通讯作者：
R. Petit
表面高阶扰动短期课程：解析性理论
DOI：
--
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
作者：
D. Nicholls;T. Bridges;M. Groves
通讯作者：
M. Groves
用于模拟多层等离子体器件和超材料的表面快速高阶扰动方法。
DOI：
10.1364/josaa.31.001820
发表时间：
2014
期刊：
Journal of the Optical Society of America. A, Optics, image science, and vision
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--
作者：
D. Nicholls;F. Reitich;T. Johnson;Sang‐Hyun Oh
通讯作者：
Sang‐Hyun Oh