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龙图腾网获悉杭州电子科技大学申请的专利基于磁光材料与覆盖石墨烯层的电介质复合层状周期结构的光学拓扑转换方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114297859B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202111648515.9，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权基于磁光材料与覆盖石墨烯层的电介质复合层状周期结构的光学拓扑转换方法及系统是由黄宇航;曾然;胡悦;沈飞翔;李浩珍;杨淑娜;李齐良设计研发完成，并于2021-12-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于磁光材料与覆盖石墨烯层的电介质复合层状周期结构的光学拓扑转换方法及系统在说明书摘要公布了：本发明涉及基于磁光材料与覆盖石墨烯层的电介质复合层状周期结构的光学拓扑转换方法及系统，其方法包括1建立磁光材料与覆盖石墨烯层的电介质复合层的复合层状周期结构模型，由磁光材料层和覆盖石墨烯层的电介质层交替排列而成；2分析并计算复合层状周期结构的介电张量；3计算并确定复合层状周期结构中磁场和电场表达式以及对应边界条件；4计算复合层状周期结构的传输矩阵；5由Bloch定理导出无限周期结构的色散方程；6基于色散方程，调节外加磁场得到等频面的变化，实现光学拓扑转换。本发明利用磁光材料层和覆盖石墨烯层的电介质层交替排列构建了双曲材料，更容易实现光学拓扑转换，得到新的拓扑结构特性。

本发明授权基于磁光材料与覆盖石墨烯层的电介质复合层状周期结构的光学拓扑转换方法及系统在权利要求书中公布了：1.基于磁光材料与覆盖石墨烯层的电介质复合层状周期结构的光学拓扑转换方法，其特征在于，包括以下步骤： 1建立磁光材料与覆盖石墨烯层的电介质复合层的复合层状周期结构模型，复合层状周期结构模型由磁光材料层和覆盖石墨烯层的电介质层交替排列而成； 2分析并计算复合层状周期结构的介电张量； 3计算并确定复合层状周期结构中磁场和电场表达式以及对应边界条件； 4计算复合层状周期结构的传输矩阵； 5由Bloch定理导出无限周期结构的色散方程； 6基于色散方程，调节外加磁场得到等频面的变化，实现光学拓扑转换； 步骤2包括： 由于在电介质表面覆盖一层厚度极薄的石墨烯层，厚度可忽略不计； 磁光材料的介电张量为： 其中，介电常数为εx＝εMO，层厚度为d2，εz为z方向分量，εy为y方向分量； 电介质层的材磁导率为μ1，介电常数为ε1，层厚度为d1； 复合层状周期结构模型的单位晶胞厚度h＝d1+d2； z轴为材料层叠加的方向，磁光材料光轴与z轴重合，即外加磁场方向为z轴；采用石墨烯的电导率σ来表征表面电流； 步骤3包括： 由于磁光材料为电各向异性材料，只在TM极化下存在双曲特性；TM极化时，根据边界条件考虑的连续性；k1z为区域一中波矢在z方向分量，k2z为区域二中波矢在z方向分量，kx为波矢在x方向分量；和分别为磁场在区域一左侧x负方向和正方向分量，和分别为磁场在区域一右侧x负方向和正方向分量；H1y、H2y、H3y分别为区域一、二、三在磁场y方向分量；E1x、E2x为电场在区域一、二中x方向分量； 计算TM波，其中，时间分量e-iωt为独立分量；区域1为电解质，区域2为磁光材料，区域3为电介质； 在区域1、2中的磁场表达式： 由边界条件和电磁场关系得到切向电场表达式为： 其中，1-和1+分别表示两种材料层交界面的左侧和右侧；界面1为区域一磁光材料和区域二覆盖石墨烯电介质层交界面；界面2为区域二覆盖石墨烯电介质层和区域三磁光材料层交界面；界面3为区域三磁光材料和材料下一个周期的覆盖石墨烯电介质层分界面； 由电磁场边界条件可知，在界面1处，电场切向分量守恒，但磁场由于表面电流Js的产生，其边界条件发生改变，即 其中， 则界面1处有： H1yx,0＝H2yx,0+Jsx,0 E2xx,0＝E1xx,0 又因为： Js＝σE12xx,0 计算得到： 整理得到： 令： 得到： 令即 最后得到： 步骤4包括： 界面2左侧和界面1左侧之间的关系为： 由此，从界面1处左侧到界面2左侧的传输矩阵为M1，同理得到从界面2左侧到界面3左侧的传输矩阵为： 其中， 则有： 则电磁波传播经过一个由两种材料层组成的周期，即从界面1左侧传播到界面3左侧的传输矩阵为： 其中， 则在整个结构中得到： 其中，和分别为磁场在区域二左侧x负方向和正方向分量，和分别为磁场在区域二右侧x负方向和正方向分量；和分别为磁场在区域三左侧x负方向和正方向分量； 步骤5包括： 在双层周期结构中，根据Bloch定理有： 得到无限周期结构的色散方程： 将矩阵元素代入后得到： 其中，在TM模式下，波矢量在材料层中表示为： 其中，ωp为等离子体频率，ωp＝7.85×1011Hz，c为光速。

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