[發明專利]一種多層各向異性手征媒質的透射譜的計算方法

在審

• 申請號: 202011637239.1
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112836172A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 陳偉強;曾然;徐靜俏;李浩珍;楊淑娜;胡淼;李齊良
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

1.一種多層各向異性手征媒質的透射譜的計算方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、建立多層各向異性手征媒質與普通介質構造的多層周期結構模型；

S2、計算各向異性手征媒質層和普通介質層中的電場和磁場表達式；

S3、寫出兩種材料層交界面處的邊界條件；

S4、計算多層周期結構的傳輸矩陣；

S5、求出各向異性手征媒質與普通介質構造的多層周期結構的透射譜。

2.根據權利要求1所述的一種多層各向異性手征媒質的透射譜的計算方法，其特征在于：所述步驟S1具體包括：模型的結構是用各向異性手征媒質與普通介質構造的多層周期結構；為了便于闡述該方法，普通介質層以真空層為例，自左向右進行周期排列，但是該方法仍然具有一般性；

其中各向異性手征媒質本構方程為：

當包含有縱向分量時，當包含有橫向分量時，為了便于說明，本發明以包含有縱向分量的情況為例進行詳細說明，其他情況直接給出結果；

真空中的本構方程：

D＝ε·E

B＝μ·H

ε_t(μ_t)ε_z(μ_z)是垂直于和平行于光軸的單軸手性介質的相對介電常數(磁導率)；κ是手性參數，描述電磁耦合，高斯單位制真空中的介電常數和磁導率ε＝1，μ＝1。

3.根據權利要求2所述的一種多層各向異性手征媒質的透射譜的計算方法，其特征在于：所述步驟S2具體包括：寫出電磁波在各向異性手征媒質層界面上入射電場、反射電場、透射電場的表達式為；

入射電磁波的電場和磁場：

反射電磁波的電場和磁場：

右旋透射電磁波的電場和磁場：

左旋透射電磁波的電場和磁場：

右旋透射經過另一個界面反射回來的電場和磁場：

左旋透射經過另一個界面反射回來的電場和磁場：

從第二個界面透射出去的電磁波電場和磁場：

從第三個界面反射到第二個界面的電磁波電場和磁場：

其中“+”和“-”分別表示電磁波傳播方向在z軸上的分量的方向，當分量方向與z方向相同時即為“+”，相反即為“-”，θ是入射電磁波與法線的夾角，θ_R是右旋透射波與法線的夾角，θ_L是左旋透射波與法線的夾角，真空中波數k₀＝ω/c，ω＝2πf，f是電磁波的頻率；單軸手性介質中，有兩種傳播模式：波數為k_R的右圓極化(RCP)波和波數為k_L的左圓極化(LCP)波，k_R和k_L表達式如下：

其中符號中“±”中的“+”“-”分別對應RCP波和LCP波兩種情況，另一方面，介質界面上的電場和磁場的連續性要求k₀ sinθ_i＝k_R sinθ_R＝k_L sinθ_L。