非厄米系统中开放演化轨迹的手性传递

在非厄米系统中，谐振系统的两个或多个特征值和特征态在异常点 (EP) 处合并。近年来，EP 的动态环绕引起了人们的极大兴趣，因为它会导致非常重要的现象，例如手性传递，其中系统的最终状态取决于环绕的旋向性。

此前，一对本征模的手性传输是通过宇称时间(PT)或反对PT对称系统中的闭合动力学轨迹实现的。尽管对称破缺模式的手性传输在实际光子集成电路中更容易实现，但由于路径相关损耗，所证明的传输效率非常低。

在《光：科学与应用》杂志上发表的一篇新论文中，由来自武汉光电国家实验室和华中科技大学光电信息学院(中国武汉 430074)的陈琳教授领导的科学家团队和合作伙伴工作人员报告了单个波导中局部模式之间的手性转换。

除了先前封闭的 EP 环绕演化轨迹之外，还探索了一种开放演化轨迹，利用两个不同无限点处的渐近模式，而不是(反)对称模式(PT 对称系统)或对称破缺模式(反 PT -对称系统)。

在这样的动态非厄米系统中，非绝热跳跃(NAJ)——引发手性响应的关键因素——源于演化过程中选择性地耦合到其中一种本征模态的损失。

手性动力学在理论上和实验上得到了证明。由此产生的基于耦合硅波导的手性模式转换器可以将光能集中在单个波导内并实现高效传输。

基于开放演化轨迹的手性模式转换器通过绝热耦合器而不是先前方案中应用的金属引入损耗，这放宽了制造要求。

该结果为研究非厄米系统中的手性动力学提供了一种新方法，并为开发实用的不对称传输装置和应用开辟了新途径。

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