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    ojg
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    <journal-title>
     Open Journal of Geology
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    2161-7570
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   <issn publication-format="print">
    2161-7589
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   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
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    10.4236/ojg.2025.159027
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    ojg-145837
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     <subject>
      Articles
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     <subject>
      Earth 
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     <subject>
       Environmental Sciences
     </subject>
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   <title-group>
    Numerical Simulation of Scattering Waves in VTI Media Based on the De Wolf Approximation
   </title-group>
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    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Zhenzhu
      </surname>
      <given-names>
       Fang
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    <addr-line>
     aZhundong Second Mine of State Grid Energy Xinjiang Zhundong Coal and Electricity Co., Ltd., Changji, China
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     03
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     09
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     2025
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    15
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      August
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    <date date-type="accepted">
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      19,
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      September
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      2025
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
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    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    To overcome the problem of calculation errors in the Born approximation when the forward accumulation effect is strong in VTI media, this article combines the De Wolf approximation method with VTI media to propose a numerical simulation method for scattering waves in VTI media based on the De Wolf approximation. Scattering equations are divided into forward and backward scattering equations, and the Born series is renormalized to improve its convergence in VTI media. During the calculation process, multiple interlayer waves are ignored, and only multiple forward and one backward scattering signals are retained. To accelerate computational efficiency, thin slab approximation and screen approximation methods are employed for rapid implementation. I use the concave model and complex model for algorithm testing, and the research results demonstrate that the De Wolf approximation can effectively mitigate the issue of calculation errors in the Born approximation, as well as reveal the propagation law of seismic waves in VTI media. Due to the influence of the anisotropic parameters of the medium, there may be phase deviations in the forward modeling records of seismic waves using the thin slab approximation method and the screen approximation method; because the thin slab approximation method and the screen approximation method only account for one reflection, there are no signals of multiple waves in the seismic records, and the comparative results verify the effectiveness of the algorithm. 
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     De Wolf Approximation
    </kwd> 
    <kwd>
      VTI Medium
    </kwd> 
    <kwd>
      Lippmann-Schwinger Equation
    </kwd> 
    <kwd>
      Scattering Wave Numerical Simulation
    </kwd> 
    <kwd>
      Screen Approximation Method
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>VTI medium (transversely isotropic media with a vertical axis of symmetry) is an approximate representation of the anisotropic characteristics of actual Earth media (underground sedimentary layers are mostly layered and exhibit lateral isotropy), which can affect the travel time information of seismic waves <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-1">
     [1]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-2">
     [2]
    </xref>. When the geological structure of the exploration target is complex, faults are developed, the dip angle of the strata is steep, or the lithology changes laterally, and heterogeneous geological bodies of different scales coexist, an extremely complex seismic wavefield with multiple wave groups interfering with each other will be formed <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-3">
     [3]
    </xref>. In this case, using only reflected and diffracted wave information cannot achieve precise imaging of complex areas. Research has shown that scattered waves also carry geometric and physical information related to complex structures and complex rock types <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-4">
     [4]
    </xref>. Therefore, the numerical simulation of scattering waves in VTI media has research value.</p>
   <p>The numerical simulation methods of scattered wave fields can be divided into two categories: deterministic methods and statistical methods. The former is a numerical simulation of special velocity structures such as terraces and sedimentary basins through numerical calculations, while the latter is based on studying the statistical characteristics of the medium, treating velocity or terrain as random variables rather than studying the determined position of each scatter in the medium. At present, the widely used numerical simulation methods mainly include the finite difference method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-5">
     [5]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-6">
     [6]
    </xref>, finite element method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-7">
     [7]
    </xref>, volume integral equation method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-8">
     [8]
    </xref>, F-K domain integration method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-9">
     [9]
    </xref>, and other methods. The finite difference method can analyze the distribution of scattering fields and the characteristics of wave field transport without any limitation on the scale of velocity changes. However, the finite difference method also has unavoidable limitations. The simulated wavefield contains non-scattering information, and the scattered wave energy is very small. Its detailed information is submerged by a single location <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-10">
     [10]
    </xref>. In addition, this method is also limited by computer memory and computational accuracy. Compared with the finite difference method, the F-K domain integration method does not include a first-order field in the simulated wavefield, and common direct waves do not appear in the profile. Moreover, the accuracy of this algorithm is higher than that of the finite difference method. However, its computational efficiency is low, and when the number of calculation points is the same, its computational workload is much larger than that of the finite difference method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-11">
     [11]
    </xref>. The advantage of the finite element method is that it can simulate infinite complex bodies with finite and interrelated elements. No matter how complex the geometry is, it can be simplified with corresponding elements to model, analyze, and calculate the results <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-12">
     [12]
    </xref>. Simplifying complex engineering problems that seem difficult to approach is the greatest advantage. The finite element method is expressed in matrix form and has high programmability. For linear elastic problems, convergent solutions can be obtained when the actual structural displacement field function is continuous and smooth <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-13">
     [13]
    </xref>. In theory, it is always possible to obtain sufficiently approximate simulations for any complex structure through the method of subdividing units. However, this method has a huge computational load and is difficult to apply in numerical simulations of scattered waves in large models. The L-S equation belongs to the body integral equation, which can effectively describe the scattering process of seismic waves in non-uniform media (primary scattering and multiple scattering). Its equation has semi-analytical characteristics and is a powerful tool for studying the propagation of scattered waves <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-14">
     [14]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-16">
     [16]
    </xref>.</p>
   <p>If we use the iterative series method to obtain the Born series, the convergence speed of the Born series is slow in strongly disturbed media. The Born approximation is a first-order approximation. However, the Born approximation is a weak scattering approximation and is not suitable for long-distance propagation at high frequencies. To solve this problem, some experts introduced the concept of renormalized scattering series, which improves the convergence of the Born series in strongly perturbed media by renormalizing it, i.e., obtaining more accurate numerical solutions with fewer iterations. Regarding this issue, Mr. Wu et al. developed the De Wolf approximation (the MFSB approximation or local Born approximation), among which the thin slab approximation and the screen approximation are two typical implementations of the De Wolf approximation <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-17">
     [17]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-18">
     [18]
    </xref>. Compared to the full-wave finite difference and finite element methods, the advantage of this unidirectional propagation method is its fast calculation speed, which can save a lot of memory during seismic wave forward simulation <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-19">
     [19]
    </xref>. This method is widely applied to the propagation of seismic wave scattering wavefields in non-uniform media <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-20">
     [20]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-26">
     [26]
    </xref>. This method is accurate and efficient for modeling seismic waves, especially for long-distance propagation of high-frequency seismic waves. In the 1990s, Wu used this method to simulate the propagation of high-frequency elastic Lg waves excited by nuclear tests, which are difficult to achieve using traditional full-wave finite difference methods <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-27">
     [27]
    </xref>. Sun and Sun <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-2">
     [2]
    </xref> applied the De Wolf approximation to one-way wave migration imaging in VTI media. However, the numerical simulation application of the De Wolf approximation for scattered waves in VTI media has not been reported yet.</p>
   <p>Based on this, this article combines the De Wolf approximation with VTI media to derive a numerical simulation method for scattering waves in VTI media based on the De Wolf approximation. The scattering equations are divided into forward and backward scattering equations, and the Born series is renormalized to improve its convergence in VTI media. During the calculation process, multiple interlayer waves are ignored, and only multiple forward and one backward scattering signals are retained. To accelerate computational efficiency, thin slab approximation and screen approximation methods are employed for rapid implementation. This article uses the concave model and complex model for algorithm testing to further verify the effectiveness of the algorithm.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. Principle</title>
   <sec id="s2_1">
    <title>2.1. Lippmann-Schwinger Equation for VTI Media</title>
    <p>The dispersion equation under two-dimensional VTI medium conditions:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <msup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <msubsup> 
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          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <msup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. (1)</p>
    <p>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-"></xref>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ω 
      </mi> 
     </math> is the circular frequency, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is the velocity parameter, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ε 
      </mi> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        δ 
      </mi> 
     </math> are the anisotropy parameters, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are divided into transverse and vertical wavenumbers. After simplification, I obtain:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               q 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           χ 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mi>
          η 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, (2)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         χ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msubsup> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Transform Formula (2) into the frequency space domain and add spatial coordinates:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ω 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   q 
                 </mi> 
                 <mi>
                   p 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msubsup> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               χ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ; 
             </mo> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3)</p>
    <p>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-"></xref>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         χ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the frequency space domain wavefield.</p>
    <p>I set 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> as the background velocity, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> as background anisotropy parameters, which are only functions of depth 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        z 
      </mi> 
     </math> and are constant within each layer. Let:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              χ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, (4)</p>
    <p>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-"></xref>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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        <mi>
          η 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
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          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
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         </msup> 
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       </mfrac> 
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          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
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          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
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         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, I add (4) to Equation (3) and further simplify it to obtain:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
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              2 
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           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
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           p 
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            ( 
          </mo> 
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           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
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              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
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           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
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              z 
            </mi> 
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              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mi>
           p 
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            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
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             ; 
           </mo> 
           <mi>
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          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              δ 
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          </mrow> 
          <mo>
            ) 
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         </mrow> 
         <mi>
           p 
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          <mo>
            ( 
          </mo> 
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           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mi>
             ω 
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          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                v 
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               <mi>
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               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
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              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
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               x 
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             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
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             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msub> 
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                v 
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                0 
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             <mo>
               , 
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               , 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                δ 
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                0 
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            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (5)</p>
    <p>Equation (5) is the non-homogeneous Helmholtz equation for qP waves in VTI media, which can be rewritten as:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, (6)</p>
    <p>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-"></xref>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the scattering source term (slowness perturbation and anisotropy parameter perturbation), 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the Laplacian operator.</p>
    <p>Decompose the wavefield 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> of the qP wave in Formula (6) into two parts: the background velocity and background anisotropic reference medium wavefield 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and the anisotropic perturbation and velocity perturbation scattering wavefield 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Then, rewrite Equation (6) as:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ; 
             </mo> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ; 
             </mo> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               q 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (7)</p>
    <p>The wavefield in an anisotropic constant velocity background medium satisfies the homogeneous Helmholtz equation:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. (8)</p>
    <p>If I substitute Formula (8) into (7), the equation satisfied by the scattered wavefield can be written as:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. (9)</p>
    <p>Equation (9) can be solved using the Green’s function method, resulting in:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            O 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                q 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math>. (10)</p>
    <p>Equation (10) is the formula for calculating the scattering field. The total wavefield of qP waves is:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            O 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                q 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math>. (11)</p>
    <p>Equation (11) is the Lippmann-Schwinger (L-S) equation for VTI media.</p>
   </sec>
   <sec id="s2_2">
    <title>2.2. De Wolf Approximation in VTI Media</title>
    <p>If the scattering in VTI is relatively weak, the background wavefield 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is generally used instead of the total wavefield 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. To improve the adaptability of the Born approximation in complex media, the De Wolf approximation is introduced. Firstly, simplify Equation (11):</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, (12)</p>
    <p>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-"></xref>where O is a diagonal operator in the spatial domain, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a non-diagonal integral operator. If the reference medium is uniform, then 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is the integral with Green’s function 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> as the kernel.</p>
    <p>The approximate expression for De Wolf (Wu, 1994) <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-17">
      [17]
     </xref> is:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          O 
        </mi> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, (13)</p>
    <p>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-"></xref>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <munderover> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </munderover> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                G 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                O 
              </mi> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </msup> 
         <msub> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <munderover> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </munderover> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                G 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                O 
              </mi> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </msup> 
         <msub> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
   </sec>
   <sec id="s2_3">
    <title>2.3. Multiple Forward and One Backward Continuation Operator in VTI Media</title>
    <p>The De Wolf approximation is a method based on multiple forward scattering and single backward scattering approximations, which ignores internal reverberation and partitions the model. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is the entrance of the first thin plate, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </math> is the exit of the first thin slab and also the entrance of the second thin plate; 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ″ 
       </mo> 
      </msup> 
     </math> is the outlet of the second thin slab. The position of the outgoing wave field is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and the position of the incident wave is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. For the forward scattering field (positive direction of the Z-axis), the outgoing field is located at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ″ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ″ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>By using local Born approximations in each layer of the thin slab, the scattered wavefield can be written as:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∬ 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              G 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               * 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               * 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            O 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                q 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math>, (14)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>u3002 I use the Fourier transform to transform Equation (14):</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mstyle displaystyle="true"> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 G 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  * 
                </mo> 
               </msubsup> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  * 
                </mo> 
               </msup> 
               <mo>
                 ; 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mo>
                 ; 
               </mo> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. (15)</p>
    <p>The entrance wavefield 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> of a thin slab can be written as (Wu et al., 2007) <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-18">
      [18]
     </xref>:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           π 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∬ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <msub> 
           <msup> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <msup> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <msub> 
             <msup> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </msub> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math>. (16)</p>
    <p>I substitute Equation (16) into Equation (15):</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msubsup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∭ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mi>
              G 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 * 
               </mo> 
              </msubsup> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 * 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                ; 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                ; 
              </mo> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              O 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  q 
                </mi> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           × 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             π 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∬ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <msub> 
             <msup> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <msup> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </msub> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                ; 
              </mo> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mtext>
                i 
              </mtext> 
              <msub> 
               <msup> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (17)</p>
    <p>For convenience in calculation, the Green function of the local background medium is used here instead of the locally renormalized Green function. The expression for the Green function of the locally uniform background medium is as follows:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mtext>
          i 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mtext>
           i 
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mtext>
           i 
         </mtext> 
         <msubsup> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msubsup> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, (18)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <msup> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
      </mrow> 
     </math>. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> can be written as:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    ω 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msup> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <msubsup> 
                  <mi>
                    v 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msubsup> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     z 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  χ 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <msubsup> 
                <msup> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msubsup> 
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                 + 
               </mo> 
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                  η 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    z 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ′ 
                  </mo> 
                 </msup> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <msubsup> 
                <msup> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
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                  x 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
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                η 
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                0 
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             </msub> 
             <mrow> 
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                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
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                <msup> 
                 <mi>
                   k 
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                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msubsup> 
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             <mi>
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             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
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               z 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
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               − 
             </mo> 
             <mrow> 
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                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
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                 + 
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                  ε 
                </mi> 
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                  0 
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                  ( 
                </mo> 
                <msup> 
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                   z 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mfrac> 
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                  v 
                </mi> 
                <mn>
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                </mn> 
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                </mn> 
               </msubsup> 
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                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
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                <msup> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msubsup> 
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                <mi>
                  ω 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
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             </mn> 
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               − 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
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                  ε 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mfrac> 
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                  v 
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                  ( 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
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                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
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                   k 
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                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
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                  x 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
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               </msubsup> 
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              </mrow> 
             </mfrac> 
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           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
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       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (19)</p>
    <p>where 
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          ( 
        </mo> 
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             k 
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             ′ 
           </mo> 
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            ( 
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             z 
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           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
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            ( 
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           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
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          ) 
        </mo> 
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            v 
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         </msubsup> 
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            ( 
          </mo> 
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             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
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           </mo> 
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          <mi>
            x 
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            ω 
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         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
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     </math>.</p>
    <p>
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          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
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          <mi>
            r 
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          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
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             q 
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          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
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        </mrow> 
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          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
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          F 
        </mi> 
        <mn>
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        </mn> 
       </msup> 
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          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             q 
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           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           , 
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         <mi>
           δ 
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          ) 
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         − 
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       <msubsup> 
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          F 
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        <mn>
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       </msubsup> 
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          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            δ 
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          <mn>
            0 
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         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> can be written as:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
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           O 
         </mi> 
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            ( 
          </mo> 
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              r 
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              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
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              v 
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           <mo>
             , 
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            ) 
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         </mrow> 
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           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
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            <mo>
              [ 
            </mo> 
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             <mfrac> 
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                </mn> 
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                 </mi> 
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                   p 
                 </mi> 
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                  ( 
                </mo> 
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                   r 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
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                ( 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
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                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mfrac> 
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                 ∂ 
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                   ′ 
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                </msup> 
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                  2 
                </mn> 
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             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
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             </mi> 
             <mrow> 
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                ( 
              </mo> 
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                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
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                 , 
               </mo> 
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                  z 
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                </mo> 
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                ) 
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                 ∂ 
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                   x 
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                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
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              ] 
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          </mrow> 
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             η 
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              ( 
            </mo> 
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                x 
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                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
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                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
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               , 
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                z 
              </mi> 
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                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
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         </mfrac> 
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       </mtr> 
       <mtr> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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           − 
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              [ 
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                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
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                  ) 
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             </mfrac> 
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               − 
             </mo> 
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                ( 
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                 z 
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                 ′ 
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              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msup> 
                <msup> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                η 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mo>
                  ∂ 
                </mo> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <msup> 
                <msup> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (20)</p>
    <p>I further simplify Equation (20) as follows:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, (21)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         χ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msup> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msup> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          χ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msup> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          η 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msup> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, to simplify the calculation, the denominator term is replaced with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          η 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. To avoid the calculation of term 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msup> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, it is transformed into the frequency wavenumber domain, making term 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <msup> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> a dual domain calculation.</p>
    <p>Equation (21) can be simplified as follows:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <msup> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mfrac> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, (22)</p>
    <p>where:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 4 
               </mn> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    ε 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     z 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    δ 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     z 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    ε 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     z 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    ε 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     z 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    δ 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     z 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mn>
                  4 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  [ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      ε 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <msup> 
                     <mi>
                       z 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ′ 
                     </mo> 
                    </msup> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      δ 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <msup> 
                     <mi>
                       z 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ′ 
                     </mo> 
                    </msup> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    λ 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msup> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ] 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msubsup> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
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                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <msub> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mn>
                4 
              </mn> 
             </msup> 
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            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  [ 
                </mo> 
                <mrow> 
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                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
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                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
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                      ε 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
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                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <msup> 
                     <mi>
                       z 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ′ 
                     </mo> 
                    </msup> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <msub> 
                    <mi>
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                      0 
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                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <msup> 
                     <mi>
                       z 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ′ 
                     </mo> 
                    </msup> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <msup> 
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                    λ 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
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                 </msup> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ] 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
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             </msubsup> 
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                ( 
              </mo> 
              <msup> 
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                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
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               <mo>
                 − 
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               <mrow> 
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                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
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                   + 
                 </mo> 
                 <mn>
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                  <mi>
                    ε 
                  </mi> 
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                    0 
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                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     z 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mn>
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                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
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                  [ 
                </mo> 
                <mrow> 
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                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   2 
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                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
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                      ε 
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                    <mn>
                      0 
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                   <mrow> 
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                      ( 
                    </mo> 
                    <msup> 
                     <mi>
                       z 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ′ 
                     </mo> 
                    </msup> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
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                    <mi>
                      δ 
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                      0 
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                   <mrow> 
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                      ( 
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                     <mi>
                       z 
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                     <mo>
                       ′ 
                     </mo> 
                    </msup> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
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                  ] 
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              </mn> 
             </msup> 
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           </mfrac> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, (23)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <msup> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>By substituting Equations (18) and (22) into Equation (17), Equation (17) can be simplified as follows:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msubsup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mtext>
            i 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
           <mi>
             π 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mtext>
             i 
           </mtext> 
           <msub> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                * 
              </mo> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <msub> 
             <msup> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           × 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                * 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mstyle displaystyle="true"> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <msup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mstyle> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               q 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           × 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mtext>
             i 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  * 
                </mo> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mtext>
             i 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                * 
              </mo> 
             </msubsup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <msup> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (24)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, Equation (24) is an approximate formula for double domain thin slabs.</p>
    <p>To improve computational efficiency, the thin slab is compressed into a screen, which compresses the three-dimensional thin slab into a two-dimensional screen to accelerate computation speed. The transverse wave numbers 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> at the inlet and outlet of the thin slab are much smaller than the background wave numbers 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> inside the thin slab (Wu et al., 2007) <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-18">
      [18]
     </xref>.</p>
    <p>I use Taylor expansion 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> term to obtain:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msub> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <msup> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
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               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
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              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ω 
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              <mn>
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              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           0.5 
         </mn> 
         <msup> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, (25)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <msup> 
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               z 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
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             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Forward scattering 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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          k 
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          z 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <msup> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> can be simplified as:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <msup> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. (26)</p>
    <p>One backscattering 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <msup> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> can be simplified as:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <msup> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <msub> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, (27)</p>
    <p>when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ″ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ″ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, multiple forward scatterings and one backward scattering can be approximated as:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
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            F 
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            ( 
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              x 
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             , 
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                ′ 
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               ; 
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              ) 
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             − 
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             i 
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              k 
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              z 
            </mi> 
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              ( 
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                ′ 
              </mo> 
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              ) 
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              ′ 
            </mo> 
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                − 
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             i 
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             O 
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              ( 
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                 ′ 
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                x 
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               , 
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                ′ 
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               , 
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               , 
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               , 
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               δ 
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              ) 
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           <mi>
             Δ 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
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            ] 
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            ′ 
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                , 
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                 ′ 
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                ; 
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                  ′ 
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                 x 
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                 x 
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                 ′ 
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           , 
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     </math> (28)</p>
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            p 
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            b 
          </mi> 
         </msub> 
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          </mo> 
          <mrow> 
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            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
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             </mo> 
            </msup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
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             ; 
           </mo> 
           <mi>
             ω 
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          </mrow> 
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         </mrow> 
         <mo>
           ≈ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
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           </mn> 
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            <mi>
              k 
            </mi> 
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           </msub> 
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              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
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            </mrow> 
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            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mtext>
           sinc 
         </mtext> 
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          <mo>
            ( 
          </mo> 
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           </mtext> 
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              k 
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            </mo> 
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          </mrow> 
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              z 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
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              </mo> 
             </msup> 
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             </mo> 
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              z 
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             − 
           </mo> 
           <mtext>
             i 
           </mtext> 
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              k 
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           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
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              </mo> 
             </msup> 
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               ; 
             </mo> 
             <mi>
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            </mo> 
           </mrow> 
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           </msup> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           × 
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                − 
              </mo> 
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              </mtext> 
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               </msup> 
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                 x 
               </mi> 
              </msub> 
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                 x 
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                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </msup> 
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            [ 
          </mo> 
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           <mtext>
             i 
           </mtext> 
           <mi>
             O 
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           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
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                 ′ 
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              <mi>
                x 
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             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msup> 
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              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mrow> 
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               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
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            </mrow> 
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            </mo> 
           </mrow> 
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          </mrow> 
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            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
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            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
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       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           × 
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         <mfrac> 
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             π 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
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              d 
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               x 
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            </msub> 
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               ( 
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                , 
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              </msup> 
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             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mtext>
                i 
              </mtext> 
              <msub> 
               <msup> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </msub> 
              <msup> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (29)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         sinc 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             Δ 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Performing the small-angle approximation on the multiple forward and one backward operator mentioned above, specifically by using 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> and adding or subtracting the perturbation term 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         i 
       </mtext> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> in the expression. Therefore, the multiple forward scattering field is:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               ″ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ″ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mtext>
             i 
           </mtext> 
           <msub> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             Δ 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
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       </mtr> 
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             </msup> 
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             </msup> 
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             <msup> 
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             </msup> 
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             </mo> 
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            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
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        <mtd> 
         <mtext>
             
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               <msup> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mo>
                 ; 
               </mo> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (30)</p>
    <p>The backscattering field is:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             ; 
           </mo> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mtext>
           sinc 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             Δ 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mtext>
             i 
           </mtext> 
           <msub> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             Δ 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mtext>
             i 
           </mtext> 
           <msub> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             Δ 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           × 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mtext>
               i 
             </mtext> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
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             </msup> 
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             </mo> 
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         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mtext>
             i 
           </mtext> 
           <mi>
             Δ 
           </mi> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             Δ 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mo>
               ; 
             </mo> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mtext>
               i 
             </mtext> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mo>
                 ; 
               </mo> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (31)</p>
    <p>Among them, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> represents the Fourier transform, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> represents the inverse Fourier transform, and the expressions for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <msup> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <msup> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <msup> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are as follows:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <msup> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msub> 
              <msup> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 4 
               </mn> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    ε 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     z 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    δ 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     z 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    ε 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     z 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    ε 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     z 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    δ 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     z 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mn>
                  4 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  [ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      ε 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <msup> 
                     <mi>
                       z 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ′ 
                     </mo> 
                    </msup> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      δ 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <msup> 
                     <mi>
                       z 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ′ 
                     </mo> 
                    </msup> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    λ 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msup> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ] 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <msup> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msub> 
              <msup> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <msub> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mn>
                4 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  [ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      ε 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <msup> 
                     <mi>
                       z 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ′ 
                     </mo> 
                    </msup> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      δ 
                    </mi> 
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                      0 
                    </mn> 
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                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <msup> 
                     <mi>
                       z 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ′ 
                     </mo> 
                    </msup> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <msup> 
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                    λ 
                  </mi> 
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                    2 
                  </mn> 
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                </mrow> 
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                  ] 
                </mo> 
               </mrow> 
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           </mfrac> 
          </mtd> 
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         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
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           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
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                 k 
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               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msub> 
              <msup> 
               <mi>
                 k 
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               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msup> 
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                z 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
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                k 
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                ( 
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                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
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                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
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                 z 
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                 z 
               </mi> 
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                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
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                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
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                 − 
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                  ( 
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                   + 
                 </mo> 
                 <mn>
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                    ( 
                  </mo> 
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                     z 
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                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
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                </mrow> 
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                  ) 
                </mo> 
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                  λ 
                </mi> 
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                </mn> 
               </msup> 
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                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
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                λ 
              </mi> 
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              </mn> 
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            <mrow> 
             <msup> 
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               <mrow> 
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                  [ 
                </mo> 
                <mrow> 
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                 </mo> 
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                    ( 
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                      ( 
                    </mo> 
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                     <mi>
                       z 
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                       ′ 
                     </mo> 
                    </msup> 
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                      ) 
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                     − 
                   </mo> 
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                       z 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ′ 
                     </mo> 
                    </msup> 
                    <mo>
                      ) 
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                    ) 
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        </mtable> 
       </mrow> 
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     </math>. (32)</p>
    <p>I set 
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          </mo> 
         </msup> 
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           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
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          ( 
        </mo> 
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          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ″ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ″ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and the entire forward scattering field 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ″ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> can be expressed as:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ″ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ″ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ″ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ″ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            ″ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, (33)</p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mo>
                ″ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mo>
               ; 
             </mo> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mtext>
                e 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 i 
               </mtext> 
               <msub> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mtext>
                  e 
                </mtext> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                   i 
                 </mtext> 
                 <mi>
                   ω 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    F 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   Δ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <msub> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ′ 
                  </mo> 
                 </msup> 
                 <mo>
                   ; 
                 </mo> 
                 <mi>
                   ω 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              } 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mo>
                ″ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mo>
               ; 
             </mo> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mtext>
                e 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 i 
               </mtext> 
               <msub> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <msub> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <msup> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mi>
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             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mtext>
                  e 
                </mtext> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                   i 
                 </mtext> 
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                  <mi>
                    F 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   Δ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <mtext>
                 i 
               </mtext> 
               <mi>
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               </mi> 
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               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <msub> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ′ 
                  </mo> 
                 </msup> 
                 <mo>
                   ; 
                 </mo> 
                 <mi>
                   ω 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              } 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mo>
                ″ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mo>
               ; 
             </mo> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mtext>
                e 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 i 
               </mtext> 
               <msub> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <msub> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 ε 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <msup> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mtext>
                  e 
                </mtext> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                   i 
                 </mtext> 
                 <mi>
                   ω 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    F 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   Δ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <mtext>
                 i 
               </mtext> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <mi>
                 ε 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <msub> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ′ 
                  </mo> 
                 </msup> 
                 <mo>
                   ; 
                 </mo> 
                 <mi>
                   ω 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              } 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mo>
                ″ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mo>
               ; 
             </mo> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mtext>
                e 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 i 
               </mtext> 
               <msub> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <msub> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <msup> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mtext>
                  e 
                </mtext> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                   i 
                 </mtext> 
                 <mi>
                   ω 
                 </mi> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    F 
                  </mi> 
                  <mi>
                    s 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     r 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   Δ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <mtext>
                 i 
               </mtext> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <msub> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ′ 
                  </mo> 
                 </msup> 
                 <mo>
                   ; 
                 </mo> 
                 <mi>
                   ω 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              } 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, (34)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ″ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>， 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </math> is the depth position of the incident wavefield, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ″ 
       </mo> 
      </msup> 
     </math> is the depth position of the outgoing wavefield. Equation (34) is a generalized screen approximation extension operator for VTI media based on the De Wolf approximation.</p>
    <p>However, due to the existence of term 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, the operator exhibits spatial aliasing effects, making terms 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mi>
           sin 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> equivalent to:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <msub> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mi>
                 sin 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo stretchy="false">
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo stretchy="false">
                 ) 
               </mo> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mi>
                 sin 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <msub> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mi>
                 sin 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo stretchy="false">
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo stretchy="false">
                 ) 
               </mo> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mi>
                 sin 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msub> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                / 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   sin 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo stretchy="false">
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo stretchy="false">
                 ) 
               </mo> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (35)</p>
    <p>As the angle approaches 90 degrees, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         sin 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> gradually approaches 1, then:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mi>
               sin 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, (36)</p>
    <p>when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Therefore, when the propagation angle approaches 90 degrees, the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> term will still exhibit an unstable phenomenon, namely the spatial aliasing phenomenon. Referring to the isotropic medium processing method, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </math> is introduced here to change the filtering characteristics of the operator on the dip angle of the formation. The improved 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is replaced by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        M 
      </mi> 
     </math>:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           ⋅ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <msubsup> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <msubsup> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ω 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                / 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msubsup> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  b 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (37)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              / 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mi>
                 sin 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
      </mrow> 
     </math>. When 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> occurs, spatial aliasing disappears, but it is often not processed cleanly during actual calculations. When 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> occurs, it can further suppress the spatial aliasing on both wings, but also remove some effective signals. When 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> occurs, the spatial aliasing effect is more severe. The longitudinal amplitude attenuation factor is:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         sin 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. (38)</p>
    <p>Among them, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the correction factor, which takes different values at different depths; N is the grid point in the vertical direction, with specific values of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is the attenuation coefficient, with slightly different values at different depths. Assume the top layer is 1.0 and the bottom layer is a very small value.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. Algorithm Procedure</title>
   <p>The forward simulation process of the De Wolf approximation (thin slab approximation and generalized screen) in a VTI medium is as follows:</p>
   <p>1) Divide the entire underground space into a series of horizontal thin slabs (with a thickness of one grid).</p>
   <p>2) In each thin slab (screen), the velocity is represented as background velocity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          per 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> disturbance parameters, and the anisotropic parameters are represented as background anisotropic parameters 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and anisotropic disturbances 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          per 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          per 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, respectively.</p>
   <p>3) Place the seismic source wavelet function on the surface and perform a Fourier transform to convert it into the frequency domain.</p>
   <p>4) Convert the wavefield at the entrance of the thin slab (screen) to the frequency wavenumber domain, propagate it with background parameters ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>), and calculate the forward wavefield 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> inside the thin slab (screen).</p>
   <p>5) Convert all wavefields inside the thin plate (screen) into the frequency space domain and perform spatial disturbance correction. Forward scattered or transmitted waves are mainly controlled by velocity disturbances and anisotropic parameters, while backscattered or reflected waves are affected by impedance disturbances caused by velocity disturbances and anisotropic parameters.</p>
   <p>Take the total forward scattering field as the initial condition for the next thin plate, while retaining the primary backward scattering wave field.</p>
   <p>7) Repeat steps 4) - 6) until the bottom of the model to obtain all forward and backward wavefields.</p>
   <p>8) Using the backscatter field at the bottom as the boundary condition for the first upward thin slab (screen), propagate toward the surface direction.</p>
   <p>9) Calculate according to steps 4) - 6), and add the backscattered field saved during the forward calculation process as the total field for the next thin plate (screen). Starting from the bottom of the model’s thin slab (screen), accumulate the scattered field of each thin slab (screen) interface in the opposite vertical direction until reaching the surface, and obtain scattered wave seismic records.</p>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Numerical Simulation</title>
   <sec id="s4_1">
    <title>4.1. Depression Model</title>
    <p>
     <xref ref-type="fig" rid="fig1(a)">
      Figure 1(a)
     </xref> is a two-dimensional velocity model. The grid points of the model in the x and z directions are 401 and 301, respectively; the grid spacing is 5.0 m; the VTI (vertically transversely isotropic) medium is a transversely isotropic model characterized by a vertical axis of symmetry. It approximates the sedimentary stratigraphic characteristics of subsurface layers. Compared to other anisotropic models, the propagation characteristics of seismic waves in the VTI medium are more easily described. The anisotropic parameters 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> have the following linear relationship with velocity 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (Huang et al., 2017) <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-27">
      [27]
     </xref>:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               0.606 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   min 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 max 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               0.485 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   min 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 max 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. (39)</p>
    <p>Among them, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           min 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are the maximum and minimum velocities, respectively, and the calculation results are shown in <xref ref-type="fig" rid="fig1(b)">
      Figure 1(b)
     </xref>and<xref ref-type="fig" rid="fig1(c)">
      Figure 1(c)
     </xref>. Based on the above model, the parameter settings of the observation system are as follows: there are a total of 200 detectors, with a track spacing of 5.0 meters, arranged in the center of the detectors, and the first detector is located at (0.5 km, 0.0). The seismic source wavelet adopts Rayleigh waves with a dominant frequency of 30 Hz, a sampling interval of 1 s, and a sampling length of 1600.</p>
    <p>
     <xref ref-type="fig" rid="fig2">
      Figure 2
     </xref> shows the forward modeling results. <xref ref-type="fig" rid="fig2(a)">
      Figure 2(a)
     </xref> is the generalized screen seismic record of isotropic media (Acoustic-thin slabs, without false frequencies), and <xref ref-type="fig" rid="fig2(b)">
      Figure 2(b)
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig2(c)">
      Figure 2(c)
     </xref> are the approximate seismic records of VTI media thin slabs (VTI-thin slabs) without and with spatial aliasing, respectively. <xref ref-type="fig" rid="fig2(d)">
      Figure 2(d)
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig2(e)">
      Figure 2(e)
     </xref> show the approximate seismic records of VTI media screens (VTI-screens) without and with false frequencies, respectively. As shown in the figure, seismic records with spatial aliasing have relatively weak amplitudes of deep reflection waves. The use of amplitude attenuation factors can effectively eliminate the phenomenon of spatial aliasing, and seismic records with spatial aliasing effects have a higher signal-to-noise ratio.</p>
    <fig id="fig1" position="float">
     <label>Figure 1</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-"></xref>Figure 1. Concave model parameters: (a) Velocity model parameter; (b) 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
         
  ε
 
        </mi>

       </math> parameter; (c) 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
         
  δ
 
        </mi>

       </math> parameter.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1211882-rId297.jpeg?20250922034652" />
    </fig>
    <p>To verify the effectiveness of the algorithm, I used the traditional visco-acoustic medium finite difference method for comparison. <xref ref-type="fig" rid="fig3(a)">
      Figure 3(a)
     </xref> shows the finite difference forward simulation results. Compared with the thin slab approximation and screen approximation methods, the seismic records of the three methods are similar. The finite difference method has richer wavefield information, but the phase axis is relatively coarser. Extract one of the waveforms for waveform comparison (as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig3(b)">
      Figure 3(b)
     </xref>). The phase difference between the acoustic thin slab approximation result and the seismic records of the other three methods is relatively large. Ignoring the anisotropy of the medium directly leads to a significant lag in the seismic records of the acoustic thin slab approximation compared to the other three methods, and the wavefield components are relatively simple. The thin slab approximation and screen approximation results are closer to each other. Due to the relatively simple model, the two algorithms’ small-angle situations yield similar results. The above research results verify the effectiveness of the algorithms. <xref ref-type="table" rid="table1">
      Table 1
     </xref> shows the calculation time of several methods. The calculation time for the VTI medium is higher than that for the acoustic medium, due to the addition of anisotropic parameter calculation. The efficiency of the thin slab approximation calculation under the same conditions is lower than that of the screen approximation method. The reason is that screen approximation is an approximation method for thin slab approximation at small angles, and the calculation efficiency of both methods is higher than that of the traditional finite difference method.</p>
    <fig id="fig2" position="float">
     <label>Figure 2</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-"></xref>Figure 2. Seismic records: (a) Acoustic-thin slabs (without spatial aliasing); (b) VTI-thin slabs (with spatial aliasing); (c) VTI-thin slabs (without v); (d) VTI-screen (with spatial aliasing); (e) VTI-screen (without spatial aliasing).</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1211882-rId302.jpeg?20250922034652" />
    </fig>
    <fig id="fig3" position="float">
     <label>Figure 3</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-"></xref>Figure 3. Comparison of calculation results of concave model: (a) Finite difference forward modeling results of VTI medium; (b) Comparison of waveforms.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1211882-rId303.jpeg?20250922034652" />
    </fig>
    <table-wrap id="table1">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table1">
       Table 1
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-"></xref>Table 1. Comparison of calculation time by different methods (computer equipment CPU: Intel® Core™ i7-4800MQ CPU @ 2.7 GHz; Memory: 16 GB).</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.27%"><p style="text-align:center">Method</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="17.09%"><p style="text-align:center">Acoustic-thin slabs (without)</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="14.95%"><p style="text-align:center">VTI-thin slabs (with)</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="17.09%"><p style="text-align:center">VTI-thin slabs (without)</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="14.95%"><p style="text-align:center">VTI-screens (with)</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="14.97%"><p style="text-align:center">VTI-screens (without)</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.67%"><p style="text-align:center">VTI-FD</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.27%"><p style="text-align:center">Time</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="17.09%"><p style="text-align:center">27 s</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="14.95%"><p style="text-align:center">46 s</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="17.09%"><p style="text-align:center">47 s</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="14.95%"><p style="text-align:center">40 s</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="14.97%"><p style="text-align:center">41 s</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.67%"><p style="text-align:center">153 s</p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
   </sec>
   <sec id="s4_2">
    <title>4.2. Complicated Models</title>
    <p>To further validate the effectiveness of the algorithm, a velocity model is set up as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig4(a)">
      Figure 4(a)
     </xref>, with 401 and 301 grid points in the x and z directions, respectively; the grid spacing is 5.0 m; the anisotropy parameters are shown in <xref ref-type="fig" rid="fig4(b)">
      Figure 4(b)
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig4(c)">
      Figure 4(c)
     </xref>. Based on the above model, the parameter settings of the observation system are as follows: there are a total of 200 detectors, with a track spacing of 5.0 meters, arranged in the center of the detectors, and the first detector is located at (0.5 km, 0.0); the seismic source wavelet adopts Rayleigh waves with a dominant frequency of 30 Hz, a sampling interval of 1 s, and a sampling length of 1600.</p>
    <fig id="fig4" position="float">
     <label>Figure 4</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-"></xref>Figure 4. Complex model parameters: (a) Velocity model parameter; (b) 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
         
  ε
 
        </mi>

       </math> parameter; (c) 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
         
  δ
 
        </mi>

       </math> parameter.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1211882-rId304.jpeg?20250922034653" />
    </fig>
    <p>I used the thin slab approximation method and the screen approximation method for forward simulation, and <xref ref-type="fig" rid="fig5">
      Figure 5
     </xref> shows the seismic forward simulation records. Among them, <xref ref-type="fig" rid="fig5(a)">
      Figure 5(a)
     </xref> shows the generalized screen seismic record of isotropic media (Acoustic-thin slabs, without spatial aliasing), and <xref ref-type="fig" rid="fig5(b)">
      Figure 5(b)
     </xref> shows the seismic record results of the global Born approximation of VTI media (VTI-Born, without spatial aliasing); <xref ref-type="fig" rid="fig5(c)">
      Figure 5(c)
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig5(d)">
      Figure 5(d)
     </xref> show the approximate seismic records of VTI medium thin slabs (VTI-thin slabs) without and without spatial aliasing removal, respectively. <xref ref-type="fig" rid="fig5(e)">
      Figure 5(e)
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig5(f)">
      Figure 5(f)
     </xref> show the approximate seismic records of VTI media screens (VTI-screens) without and with spatial aliasing, respectively. As shown in the figure, when the cumulative effect of forward scattering is strong, the calculation error of the global Born approximation is relatively large. The thin slab approximation and screen approximation based on the De Wolf approximation can effectively solve this problem. When the amplitude of deep reflection waves in seismic records with spatial aliasing is relatively weak, the use of an amplitude attenuation factor can effectively eliminate the phenomenon of spatial false frequency, and the signal-to-noise ratio of seismic records without the spatial false frequency effect is higher.</p>
    <fig id="fig5" position="float">
     <label>Figure 5</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-"></xref>Figure 5. Seismic records: (a) Acoustic-thin slabs (without spatial aliasing); (b) VTI-Born (without spatial aliasing); (c) VTI-thin slabs (with spatial aliasing); (d) VTI-thin slabs (without spatial aliasing); (e) VTI-screen (with spatial aliasing); (f) VTI-screen (without spatial aliasing).</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1211882-rId309.jpeg?20250922034653" />
    </fig>
    <p>To verify the effectiveness of the algorithm, I used the traditional viscous acoustic medium finite difference method for comparison. <xref ref-type="fig" rid="fig6(a)">
      Figure 6(a)
     </xref> shows the finite difference forward simulation results. Compared with the thin slab approximation and screen approximation methods, the seismic records of the three methods are similar. The finite difference method has richer wavefield information, but the phase axis is relatively coarser. One of the waveforms is extracted for waveform comparison (as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig6(b)">
      Figure 6(b)
     </xref>). The phase difference between the acoustic thin slab approximation results and the seismic records of the other three methods is relatively large. Ignoring the anisotropy of the medium directly leads to a significant lag in the seismic records of the acoustic thin slab approximation compared to the other three methods, and the wavefield components are relatively simple. The results of the thin slab approximation and screen approximation are closer to each other. Due to the relatively simple model, the two algorithms have similar results in small-angle situations. The above research results validate the effectiveness of the algorithm.</p>
    <fig id="fig6" position="float">
     <label>Figure 6</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145837-"></xref>Figure 6. Comparative analyses: (a) Finite difference forward modeling results of VTI medium; (b) Comparison of waveforms.</title>
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   <title>5. Conclusion</title>
   <p>The underground sedimentary strata are mostly distributed in layers and exhibit lateral isotropy. VTI media are an approximate representation of the anisotropy characteristics of actual Earth media. Research has shown that scattered waves carry geometric and physical information related to complex structures and rock types. However, the traditional Born approximation is a weak scattering approximation and is not suitable for long-distance propagation. The De Wolf approximation can effectively overcome this problem. To achieve the De Wolf approximation, Wu proposed the thin slab approximation and the screen approximation in the 1990s and provided corresponding implementation algorithms. This method is widely used in the numerical simulation of seismic waves. However, there have been no reports on using the De Wolf approximation to simulate the propagation process of seismic waves in VTI media. Based on this, to overcome the problem of calculation errors in the Born approximation when the forward cumulative effect is strong in VTI media, this paper combines the De Wolf approximation method with VTI media and proposes a numerical simulation method for scattering waves in VTI media based on the De Wolf approximation. The scattering equations are divided into forward and backward scattering equations, and the Born series is renormalized to improve its convergence in VTI media. During the calculation process, multiple interlayer waves are ignored, and only multiple forward and one backward scattering signals are retained. Due to the influence of the anisotropic parameters of the medium, there may be phase deviations in the forward modeling records of seismic waves using the thin slab approximation method and the screen approximation method; because the thin slab approximation method and the screen approximation method only account for one reflection, there are no signals of multiple waves in the seismic records, and the comparative results verify the effectiveness of the algorithm. When the velocity disturbance of the medium along the depth direction is relatively weak (when the non-uniformity is relatively weak), the thin plate can be relatively thicker; when the medium disturbance is relatively strong, thin plates can be thinner; the more thin plates are divided (with smaller thickness), the lower the calculation efficiency and the relatively higher the calculation accuracy; the fewer thin plates are divided (thicker), the higher the calculation efficiency, but the calculation accuracy is relatively low. The key to selecting the background velocity is to ensure that the overall velocity disturbance inside the thin plate is as small as possible.</p>
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