I icke-hermitiska system sammanfaller två eller flera egenvärden och egentillstånd i ett resonantsystem vid exceptionella punkter (EP). Dynamisk omringning av EP-skivor har fått stort intresse under de senaste åren, eftersom det leder till mycket icke-triviala fenomen, såsom kiral överföring, där systemets slutliga tillstånd beror på den omgivande handen.
Tidigare har kiral överföring för ett par egenmoder realiserats av en sluten dynamisk bana i paritetstid- (PT-) eller anti-PT-symmetriska system. Även om kiral överföring av symmetribrutna lägen är mer tillgänglig i praktiska fotoniska integrerade kretsar, är den demonstrerade överföringseffektiviteten mycket låg på grund av vägberoende förluster.
I en ny artikel publicerad i Light:Science &Applications , ett team av vetenskapsmän ledda av professor Lin Chen från Wuhan National Laboratory for Optoelectronics och School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, Kina, och medarbetare har rapporterat kiral konvertering mellan lägen lokaliserade i individuella vågledare .
Bortom den tidigare stängda EP-omslutande evolutionsbanan utforskas en öppen evolutionsbana, som drar fördel av asymptotiska lägen vid två olika oändliga punkter men inte (anti-) symmetriska lägen (PT-symmetriska system) eller symmetribrutna lägen (anti-PT -symmetriska system).
I ett sådant dynamiskt icke-hermitiskt system kommer icke-adiabatiska hopp (NAJ) – nyckelfaktorn för att inducera ett kiralt svar – från kopplingsförluster selektivt till ett av egenmoden under evolutionen.
Den kirala dynamiken demonstreras teoretiskt och experimentellt. De resulterande kirala modomvandlarna baserade på kopplade kiselvågledare kan lokalisera optisk energi inom en enda vågledare med högeffektiv överföring.
De kirala modomvandlarna baserade på öppna utvecklingsbanor introducerar förlust av en adiabatisk koppling istället för metall som tillämpats i tidigare scheman, vilket lättar på tillverkningskraven.
Resultaten erbjuder ett nytt tillvägagångssätt för att studera kiral dynamik i icke-hermitiska system och öppnar nya vägar för utveckling av praktiska asymmetriska överföringsenheter och applikationer.
Mer information: Xiaoqian Shu et al, Chiral överföring genom en öppen evolutionsbana i ett icke-hermitiskt system, Light:Science &Applications (2024). DOI:10.1038/s41377-024-01409-1
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
