[发明专利]一种古斯-汉欣位移量计算方法

权利要求书

1.一种古斯-汉欣位移量计算方法，其特征在于，包括步骤：

S1、建立有限表面带隙拓扑绝缘体多层结构的模型；

S2、确定入射介质中的四元向量和边界条件；

S3、使用传递矩阵法求得有限表面带隙拓扑绝缘体多层结构的传输矩阵；

S4、根据传输矩阵求得电磁波从真空入射到有限表面带隙拓扑绝缘体多层结构的反射系数矩阵；

S5、利用固定相位法根据反射系数矩阵计算出古斯-汉欣位移。

2.根据权利要求1所述的一种古斯-汉欣位移量计算方法，其特征在于，步骤S1中：

电磁波从真空斜入射到有限带隙拓扑绝缘体多层结构表面，在z轴下方介质1为真空，对应的介电常数、磁导率分别为ε₁,μ₁；z轴上方为有限表面带隙拓扑绝缘体多层结构；有限表面带隙拓扑绝缘体，即介质2的介电常数和磁导率为ε₂,μ₂；介质3介电常数和磁导率也为ε₁,μ₁；d₁,d₂分别表示介质2和介质3的层厚度；k_i,k_r,k_t分别表示入射波，反射波，透射波波矢；θ₁表示入射角；Δ_GH表示入射电磁波发生的古斯-汉欣位移。

3.根据权利要求2所述的一种古斯-汉欣位移量计算方法，其特征在于：步骤S2中，入射介质四元向量为：

其中，表示第i层处的四元向量，ω表示入射波角频率，分别表示第i层入射介质中入射电场的x方向分量和反射电场x方向分量，分别表示第i层入射介质中入射电场的y方向分量和反射电场y方向分量，分别表示第i层入射介质中入射磁场的x方向分量和反射磁场x方向分量，分别表示第i层入射介质中入射磁场y方向分量和反射磁场y方向分量。

4.根据权利要求3所述的一种古斯-汉欣位移量计算方法，其特征在于：步骤S2中，边界条件为：

其中，E_j表示j方向的电场分量，H_j表示j方向的磁场分量，j＝x，y，表示第i层z＞0方向，表示第i层z＜0方向，D_z和B_z分别表示电位移矢量和磁感应强度z轴方向上的分量，Δφ和ΔΦ分别为分界面处两种材料φ和Φ的差值，α为精细结构常数，λ为波长，m表示拓扑绝缘体表面带隙，v_F表示拓扑绝缘体表面费米子的费米速度，表示对时间t求导，表示对x求导，表示对y求导。