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光通信通带上奇点周围的时间不对称环

发布:laserline    |    2018-10-02 11:09    阅读:424
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围绕奇点的拓扑操作——与非Hermitian奇点相关的时变系统配置——已经被提出作为实现深远的开放系统动力学的稳健方法,如在高耗散微波传输和低温光机械振荡器实验中所证明的那样。与基于封闭系统Hermitian动力学的传统系统形成鲜明对比的是,奇点处的环境干扰与其内部耦合特性动态相关,在虚拟参数域中产生旋转刺激,导致手征系统出现各种异常物理现象。为了实现新的波形特性和伴随的设备结构来控制它们,下一步是在应用丰富的技术领域(包括通信和信号处理系统)中实现这种系统。然而,目前还不清楚是否可以在强大的技术平台中配置非Hermitian交互方案以用于进一步的设备工程。

图1 用于光域中的动态环绕奇点(EEP:encircling-an-exceptional-point)参数演化的硅光子架构。 a,在SiO2封装的Si平台上提出的结构的示意图;b,一种可在1,500 nm左右的光通信窗口中生成EEP参数演化的优化结构。

近日,汉阳大学的研究学者及其合作人员通过实验证明了具有光子模式的强大硅光子结构,该光子模式通过光学域中奇点周围的时间不对称环路进行传输。所提出的结构包括两个耦合的硅通道波导和一个平板波导泄漏辐射阱,其精确地控制光子模式经历的所需的非Hermitian哈密顿量。制造的器件在覆盖整个光学通信窗口(波长在1.26和1.675微米之间)的极宽光谱带上产生时间不对称光传输。因此,通过使用具有可控光电性能的半导体平台,研究人员向基于非Hermitian拓扑动力学的宽带片上光学器件迈出了一步,并且促进了若干潜在的实际应用的进步,例如片上光学隔离器和非互易模式转换器。这样的结果进一步表明了非Hermitian波动力学在各种其他物理学分支中的技术相关性,如声学,凝聚态物理学和量子力学。相关内容以《Time-asymmetric loop around an exceptional point over the full optical communications band》为题,发表在《NATURE》杂志上。

图2 基于衍射辅助通道间干扰的最终状态测量(入射光的自由空间波长为1.55μm)。a-c,对照Y分支装置的衍射图案分析。d-f,L = 0.5mm的逆时针EEP装置的衍射图案分析。g-i,L = 0.5 mm的顺时针 EEP设备的衍射图分析。

来源: NATURE

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