[发明专利]一种计算各向异性铁氧体三层结构Casimir扭矩的方法及系统

权利要求书

1.一种计算各向异性铁氧体三层结构Casimir扭矩的系统，其特征在于，包括：

建立模块，用于建立各向异性铁氧体三层结构的模型；

确定模块，用于确定各向异性铁氧体的电磁特性；

第一计算模块，用于计算双轴各向异性材料层的传输矩阵；

第二计算模块，用于计算各向异性材料三层结构反射系数矩阵；

第三计算模块，用于计算各向异性铁氧体三层结构模型的Casimir扭矩；

确定模块具体包括确定各向异性铁氧体材料的磁导率；磁导率平行于外磁场时为μ_z＝1；磁导率垂直于外磁场时为μ_⊥：

其中，ω_ex＝γH_ex；ω_m＝4πM_s；γ表示旋磁比率；M_s表示铁氧体饱和磁化强度；H_ex表示外磁场强度；ω_ex表示外磁场频率；ω_m表示材料板离子体频率；ω表示波动频率；

第一计算模块具体为：

选择两垂直光轴在x轴或y轴的双轴各向异性材料的磁导率张量为对角矩阵

选取入射面与x轴夹角为入射面坐标系为x′轴或y′轴，则在入射面坐标系x′轴或y′轴内的磁导率张量为：

入射面坐标系x′轴或y′轴内的波动方程的解为：

其中，表示电场强度；表示磁场强度；k_y′表示y方向的波矢量；q表示z方向的波矢量。

2.根据权利要求1所述的一种计算各向异性铁氧体三层结构Casimir扭矩的系统，其特征在于，所述建立模块中建立各向异性铁氧体三层结构的模型包括第一铁氧体材料板、电介质板、第二铁氧体材料板。

3.根据权利要求2所述的一种计算各向异性铁氧体三层结构Casimir扭矩的系统，其特征在于，第一计算模块还包括：

采用麦克斯韦方程组，得到垂直界面波矢q^(m)，其中m＝1、2、3、4；

C＝(L₁₃L₃₂+L₁₄L₄₂)(L₂₃L₃₁+L₂₄L₄₁)

其中，表达式具体为：

L₃₂＝ε

其中，c表示光速。

4.根据权利要求3所述的一种计算各向异性铁氧体三层结构Casimir扭矩的系统，其特征在于，所述第一计算模块中双轴各向异性材料层的传输矩阵为：

其中，M表示双轴各向异性材料层的传输矩阵；

各矩阵元的分子为：

各矩阵元的分母为：

5.根据权利要求4所述的一种计算各向异性铁氧体三层结构Casimir扭矩的系统，其特征在于，所述第二计算模块中计算所述各向异性材料三层结构反射系数矩阵具体是利用多层材料结构每层对应电磁场四元向量的传输矩阵得到多层结构总的反射系数矩阵；

其中，采用各个界面处的电磁场边界条件，得到的反射系数矩阵R为：

其中，

其中，

其中，θ₀表示入射角，k_||表示平行于界面的波矢；

令ω＝iξ，虚频ξ和平行波矢k_||构成的坐标系取极坐标形式：ξ/c＝xcosφ，k_||＝xsinφ。