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申请/专利权人：杭州电子科技大学

摘要：本发明涉及多层各向异性拓扑绝缘体克尔偏转效应的计算方法，包括以下步骤：步骤一：建立多层各向异性拓扑绝缘体结构模型；步骤二：确定各向异性拓扑绝缘体的电磁特性；步骤三：确定边界条件；步骤四：计算多层各向异性拓扑绝缘体结构的传输矩阵；步骤五：计算多层各向异性拓扑绝缘体结构的反射系数；步骤六：计算所述模型下的反射电磁波的极化偏转率和克尔转角；本发明通过传输矩阵法计算了多层各向异性拓扑绝缘体克尔偏转效应，能够准确地分析多层各向异性拓扑绝缘体克尔偏转特性；本发明能够准确地反映出各向异性拓扑绝缘体表面的磁化方向、层厚度、拓扑磁电极化率、入射角以及各向异性拓扑绝缘体层数等影响因素下反射电磁波的克尔偏转效应。

主权项：1.多层各向异性拓扑绝缘体克尔偏转效应的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：建立多层各向异性拓扑绝缘体结构模型；步骤二：确定各向异性拓扑绝缘体的电磁特性；步骤三：确定边界条件；步骤四：计算多层各向异性拓扑绝缘体结构的传输矩阵；步骤五：计算多层各向异性拓扑绝缘体结构的反射系数；步骤六：计算所述模型下的反射电磁波的极化偏转率和克尔转角；所述步骤一中，多层各项异性拓扑绝缘体结构中，入射介质为普通电介质，各向异性拓扑绝缘体的上下表面都覆盖着一层薄的磁性层，各向异性拓扑绝缘体之间由真空层隔开；出射介质为真空；用传统的麦克斯韦作用和拓扑量子化的电磁拉格朗日项来描述各向异性拓扑绝缘体中的电磁场，得到拓扑磁电耦合效应相关的电磁响应项为：SΘ＝αΘ4π2∫dx3dtE·B1；其中，E和B分别表示电场强度和磁感应强度，为精细结构常数，Θ为拓扑磁电极化率；电场诱导的磁化和磁场诱导的极化表示为： 对于各向异性拓扑绝缘体，由拓扑项修正后的本构关系表达式为： 这里，D和H分别表示电位移矢量和磁场强度,是单轴各向异性拓扑绝缘体的介电常数，是单轴各向异性拓扑绝缘体的磁导率张量，且主轴与z轴重合；当考虑主轴位于入射平面时，TE极化与TM极化入射时的麦克斯韦方程的波矢解为： 其中，kTETM和分别是波数及其z分量，θi是入射角，因此表示TETM波在各向异性拓扑绝缘体中传播方向的角度θTETM满足： 各向异性拓扑绝缘体中电场和磁场分量之间的关系是： 这里，

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