Electromagnetic multipole theory for optical nanomaterials

多极展开 物理 快速多极方法 球面多极矩 电介质 电磁场 计算物理学 领域(数学) 量子电动力学 量子力学 数学 纯数学
作者
Patrick Grahn,Andriy Shevchenko,M. Kaivola
出处
期刊:New Journal of Physics [IOP Publishing]
卷期号:14 (9): 093033-093033 被引量:223
标识
DOI:10.1088/1367-2630/14/9/093033
摘要

Optical properties of natural or designed materials are determined by the electromagnetic multipole moments that light can excite in the constituent particles. In this work we present an approach to calculate the multipole excitations in arbitrary arrays of nanoscatterers in a dielectric host medium. We introduce a simple and illustrative multipole decomposition of the electric currents excited in the scatterers and link this decomposition to the classical multipole expansion of the scattered field. In particular, we find that completely different multipoles can produce identical scattered fields. The presented multipole theory can be used as a basis for the design and characterization of optical nanomaterials.
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