Chiral transmission ved en åben udviklingsbane i et ikke-ermitisk system

I ikke-hermitiske systemer smelter to eller flere egenværdier og egentilstande af et resonant system sammen ved exceptionelle punkter (EP'er). Dynamisk omkransning af EP'er har fået stor interesse i de senere år, da det fører til meget ikke-trivielle fænomener, såsom chiral transmission, hvor systemets endelige tilstand afhænger af den omkransende håndfasthed.

Tidligere er chiral transmission for et par egenmoder blevet realiseret af en lukket dynamisk bane i paritetstid- (PT-) eller anti-PT-symmetriske systemer. Selvom chiral transmission af symmetribrudte tilstande er mere tilgængelig i praktiske fotoniske integrerede kredsløb, er den demonstrerede transmissionseffektivitet meget lav på grund af vejafhængige tab.

I et nyt papir offentliggjort i Light:Science &Applications , et team af videnskabsmænd ledet af professor Lin Chen fra Wuhan National Laboratory for Optoelectronics og School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, Kina, og kolleger har rapporteret chiral konvertering mellem tilstande lokaliseret i individuelle bølgeledere .

Ud over den tidligere lukkede EP-omsluttende evolutionsbane, udforskes en åben evolutionsbane, der drager fordel af asymptotiske tilstande på to forskellige uendelige punkter, men ikke (anti-) symmetriske tilstande (PT-symmetriske systemer) eller symmetribrudte tilstande (anti-PT -symmetriske systemer).

I et sådant dynamisk ikke-hermitisk system stammer ikke-adiabatiske hop (NAJ'er) – nøglefaktoren til at inducere en chiral respons – fra koblingstab selektivt til en af ​​egenmoderne under evolutionen.

Den chirale dynamik er teoretisk og eksperimentelt demonstreret. De resulterende chiral mode-konvertere baseret på koblede siliciumbølgeledere kan lokalisere optisk energi i en enkelt bølgeleder med højeffektiv transmission.

De chiral-mode-konvertere baseret på åbne udviklingsbaner introducerer tab af en adiabatisk kobling i stedet for metal anvendt i tidligere skemaer, hvilket lemper fremstillingskravene.

Resultaterne tilbyder en ny tilgang til at studere chiral dynamik i ikke-ermitiske systemer og åbner nye veje for udvikling af praktiske asymmetriske transmissionsenheder og applikationer.

Flere oplysninger: Xiaoqian Shu et al., Chiral transmission ved en åben udviklingsbane i et ikke-ermitisk system, Light:Science &Applications (2024). DOI:10.1038/s41377-024-01409-1

Leveret af Chinese Academy of Sciences