[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

说明书

本发明公开了一种计算各向异性铁氧体三层结构Casimir扭矩的方法及系统，本发明涉及的一种计算各向异性铁氧体三层结构Casimir扭矩的系统，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，用于确定所述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，用于计算所述各向异性材料三层结构反射系数矩阵；第三计算模块，用于计算所述各向异性铁氧体三层结构模型的Casimir扭矩。本发明可根据量子化表面模式法从能量角度计算各向异性铁氧体三层结构Casimir扭矩，能够准确分析Casimir扭矩的影响效果。

技术领域

本发明涉及量子光学技术领域，尤其涉及一种计算各向异性铁氧体三层结构Casimir扭矩的方法及系统。

背景技术

从量子力学的角度来看真空中不是一无所有的，真空涨落零点能的变化产生宏观相互作用力，即Casimir效应。当两板分别加同一平面不同方向的外静磁场时，那么两材料板的边界条件也会发生变化，存在在两材料板间的电磁模式也与外加同向静磁场时不同，此时Casimir能量将会与外加同方向静磁场时有所不同，能量将会朝着更低的更稳定的方向发展，两材料板将会有一个朝着外加静磁场平行时的趋势发展，便产生Casimir扭矩。Parsegian和Barash讨论了浸入第三种各向异性材料的两个介电各向异性板之间的Casimir效应。Casimir的理论被推广到由两个双折射板(即具有面内光学各向异性的系统)组成的系统的情况，首次显示出真空涨落引起的力学效应的出现使板转动到具有最小零点能量的位置的扭矩。作为理论推导，人们已经给出了一维情况中两个双折射板之间的扭矩的计算，推导出一个更简化的两个板之间的扭矩，以及计算了其他各向异性表面之间的情况，包括两个具有各向异性介电常数的椭圆体或两个具有不同导电方向的双电板情况。从应用的角度来看，可以预期Casimir扭矩可用于微机械中的旋转控制，因此，有必要研究具有频率相关介电常数的各向异性超材料板之间Casimir转矩的可能的新颖特征。最近，双折射板上Casimir扭矩被数值计算和分析，并提出了可能的实验。

由于铁氧体材料的非平凡磁导可能导致排斥Casimir力，各向异性铁氧体三层结构与其他材料结构相比必然会有较大不同。经检索，现有技术中未涉及各向异性铁氧体三层结构Casimir扭矩的研究。因此本方法将求得各向异性铁氧体三层结构Casimir扭矩。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种计算各向异性铁氧体三层结构Casimir扭矩的方法及系统，能够准确分析Casimir扭矩的影响效果。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种计算各向异性铁氧体三层结构Casimir扭矩的系统，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，用于确定所述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，用于计算所述各向异性材料三层结构反射系数矩阵；

第三计算模块，用于计算所述各向异性铁氧体三层结构模型的Casimir扭矩。

进一步的，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。

进一步的，所述确定模块具体包括确定各向异性铁氧体材料的磁导率；所述磁导率平行于外磁场时为μ_z＝1；所述磁导率垂直于外磁场时为μ_⊥：