Wetenschap
Chirale transmissie door een open evolutietraject in een niet-Hermitisch systeem
In niet-Hermitische systemen komen twee of meer eigenwaarden en eigentoestanden van een resonant systeem samen op uitzonderlijke punten (EP's). Het dynamisch omcirkelen van EP's heeft de afgelopen jaren veel belangstelling gekregen, omdat het leidt tot zeer niet-triviale verschijnselen, zoals chirale transmissie, waarbij de uiteindelijke toestand van het systeem afhangt van de omcirkelende handigheid.
Eerder werd chirale transmissie voor een paar eigenmodi gerealiseerd door een gesloten dynamisch traject in pariteit-tijd- (PT-) of anti-PT-symmetrische systemen. Hoewel chirale transmissie van symmetrie-gebroken modi beter toegankelijk is in praktische fotonische geïntegreerde schakelingen, is de aangetoonde transmissie-efficiëntie zeer laag vanwege padafhankelijke verliezen.
In een nieuw artikel gepubliceerd in Light:Science &Applications , een team van wetenschappers onder leiding van professor Lin Chen van het Wuhan National Laboratory for Optoelectronics en School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China, en collega's hebben chirale conversie gerapporteerd tussen modi die zijn gelokaliseerd in individuele golfgeleiders .
Naast het eerder gesloten evolutietraject dat het EP omringt, wordt een open evolutietraject verkend, waarbij gebruik wordt gemaakt van asymptotische modi op twee verschillende oneindige punten, maar niet van (anti-) symmetrische modi (PT-symmetrische systemen) of symmetrie-gebroken modi (anti-PT-systemen). -symmetrische systemen).
In zo'n dynamisch, niet-hermitisch systeem komen niet-adiabatische sprongen (NAJ's) – de sleutelfactor voor het induceren van een chirale respons – voort uit het selectief koppelen van verlies aan een van de eigenmodi tijdens de evolutie.
De chirale dynamiek wordt theoretisch en experimenteel aangetoond. De resulterende chirale modusconverters op basis van gekoppelde siliciumgolfgeleiders kunnen optische energie lokaliseren binnen een enkele golfgeleider met zeer efficiënte transmissie.
De chirale modusconverters, gebaseerd op open evolutietrajecten, introduceren verlies door een adiabatische koppelaar in plaats van metaal dat in eerdere schema's werd toegepast, wat de fabricagevereisten versoepelt.
De resultaten bieden een nieuwe benadering voor het bestuderen van chirale dynamiek in niet-Hermitische systemen en openen nieuwe wegen voor de ontwikkeling van praktische apparaten en toepassingen met asymmetrische transmissie.