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An advanced light scattering imaging model for total internal reflection microscopy considering a stratified medium

Doicu, Alexandru und Efremenko, Dmitry und Wirth, Christopher L. und Wriedt, Thomas (2024) An advanced light scattering imaging model for total internal reflection microscopy considering a stratified medium. Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, Seite 108964. Elsevier. doi: 10.1016/j.jqsrt.2024.108964. ISSN 0022-4073.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022407324000712

Kurzfassung

An advanced light scattering model for Total Internal Reflection Microscopy (TIRM) is presented. The model considers the specific TIRM geometry and deals with the scattering by an axisymmetric particle of arbitrary orientation placed in a stratified medium and the imaging of the scattered field. The scattered field is computed by truncating the scattered and internal field expansions and by using spherical and plane wave expansions for the free-space dyadic Green’s function. While the first expansion is valid outside a sphere enclosing the particle, the second one is valid outside the tangent planes bounding the particle from above and below. We demonstrate that in both cases, the results are the same, and thus, that the restrictive condition according to which the interface should not intersect the particle’s circumscribed sphere is not relevant. The image of the scattered field is computed by using the Debye diffraction integral and fast Fourier transform, while for a better reconstruction of the particle orientation, an image processing step consisting in a contour extraction and ellipse fitting is considered. The numerical simulations dealing with scattering by a prolate spheroid provide evidence of the remarkably sensitivity of the geometric parameters of the image ellipse to the particle orientation angles, as well as, of the integral response of the detector to the distance between the particle and the interface.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/203417/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:An advanced light scattering imaging model for total internal reflection microscopy considering a stratified medium
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Doicu, AlexandruAugsburg UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Efremenko, DmitryDmitry.Efremenko (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wirth, Christopher L.Cleveland State University, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wriedt, ThomasUniversity of BremenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:März 2024
Erschienen in:Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.jqsrt.2024.108964
Seitenbereich:Seite 108964
Verlag:Elsevier
ISSN:0022-4073
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Total internal reflection microscopy, Axisymmetric particle, Colloidal particle, T-matrix method
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Optische Fernerkundung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Atmosphärenprozessoren
Hinterlegt von: Efremenko, Dr Dmitry
Hinterlegt am:04 Apr 2024 13:25
Letzte Änderung:18 Jun 2024 13:42

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