В неэрмитовых системах два или более собственных значений и собственных состояний резонансной системы сливаются в исключительных точках (EP). Динамическое окружение ВП вызвало значительный интерес в последние годы, поскольку оно приводит к весьма нетривиальным явлениям, таким как киральная передача, при которой конечное состояние системы зависит от направленности окружения.
Ранее киральная передача пары собственных мод осуществлялась по замкнутой динамической траектории в системах с четностью-время (PT-) или анти-PT-симметричными системами. Хотя киральная передача мод с нарушенной симметрией более доступна в практических фотонных интегральных схемах, продемонстрированная эффективность передачи очень низка из-за потерь, зависящих от пути.
В новой публикации, опубликованной в Свет: наука и приложения, группа ученых под руководством профессора Линь Чена из Уханьской национальной лаборатории оптоэлектроники и Школы оптических и Электронный Информация, Хуачжунский университет науки и Технологии, Ухань 430074, Китай, и его коллеги сообщили о киральном преобразовании между модами, локализованными в отдельных волноводах.
Помимо ранее замкнутой траектории эволюции, окружающей EP, исследуется открытая траектория эволюции, использующая преимущества асимптотических режимов в двух разных бесконечных точках, но не (анти) симметричных режимов (PT-симметричные системы) или режимов с нарушенной симметрией (анти-PT -симметричные системы).
В такой динамической неэрмитовой системе неадиабатические скачки (NAJ) — ключевой фактор, вызывающий киральный отклик, — возникают из-за потери связи, избирательно связанной с одной из собственных мод в ходе эволюции.
Киральная динамика продемонстрирована теоретически и экспериментально. Полученные в результате преобразователи киральных мод на основе связанных кремниевых волноводов могут локализовать оптическую энергию внутри одного волновода с высокоэффективной передачей.
Преобразователи киральных мод, основанные на открытых траекториях эволюции, вносят потери из-за адиабатического соединителя вместо металла, использованного в предыдущих схемах, что снижает требования к изготовлению.
Результаты предлагают новый подход к изучению киральной динамики в неэрмитовых системах и открывают новые возможности для разработки практических устройств и приложений асимметричной передачи.