具有平面对称性的非均匀介质对TE和TM波的低频散射
各向同性介质中TE/TM波的稳态散射问题可通过一维伯格曼方程描述。该方程是亥姆霍兹方程的推广形式,为建立转移矩阵方法处理此类散射问题提供了理论基础。研究人员采用稳态散射的动力学表述方法,研究了介质不均匀性仅存在于平面薄层时低频区域的波散射特性,其核心在于构建一个有效的二能级非厄米量子系统——该系统的时演化算符直接决定了转移矩阵。 基于此框架,该工作实现了以下突破:1)推导出介质转移矩阵及反射/透射系数的低频展开式;2)提出非均匀薄层在低频条件下的广义布儒斯特角概念;3)建立了PT对称与非PT对称薄层在低频段实现完全透射/零反射的解析判据。特别地,当载波介质占据半无限空间且波动在边界满足平面对称条件时,该方法同样适用于TE/TM波的低频散射分析。由于具有平面对称性的可压缩流体中声波的传播同样遵循伯格曼方程描述,相关研究成果可直接推广至此类声波的低频散射研究。
