De uitwisseling van energie en omgeving is onvermijdelijk in elk fysiek systeem, dus niet-Hermitische systemen die kunnen worden beschreven door niet-Hermitische Hamiltonianen zijn alomtegenwoordig. Er zijn twee soorten niet-hermitische Hamiltonianen, die niet-wederkerige systemen met anisotrope koppeling beschrijven, ook wel niet-wederkerige koppeling genoemd, en winst-verliessystemen.

Drie natuurkundigen hebben in 2016 de Nobelprijs voor de natuurkunde gewonnen voor hun ontdekking van topologische fasen en overgangen. Onlangs heeft een opkomend samenspel van topologische fotonica en niet-hermitische fotonica de realisaties mogelijk gemaakt van topologische lasers, niet-hermitische topologische sturing van licht en topologische verstrengelde- fotonenzenders.

Vergeleken met niet-wederkerige koppelingssterkten zijn er meer volwassen technologieën om op maat gemaakte winst- en verliesverdelingen in verschillende systemen te genereren.

Bestaande principes voor het bereiken van niet-wederkerige tussenlaagkoppeling hebben praktische problemen. Bovendien kunnen topologische fotonische systemen hun oorspronkelijke topologische eigenschappen verliezen na het toevoegen van niet-wederkerigheid.

Onderzoekers onder leiding van prof. Xiaoyong Hu en prof. Qihuang Gong aan de Universiteit van Peking, China, zijn geïnteresseerd in niet-hermitische topologische fotonica. Ze bieden een schema voor het realiseren van het niet-wederkerige tussenlaagkoppelingssysteem door ter plaatse winst/verlies te construeren in dubbellaagse niet-Hermitische topologische systemen.

Het werk met de titel "Een schema voor het realiseren van niet-reciproke tussenlaagkoppeling in dubbellaagse topologische systemen" werd gepubliceerd in Frontiers of Optoelectronics .

Hun idee is om de relatie te vinden tussen twee microscopische herkomsten van de niet-hermiticiteit, en de gelijkenistransformaties tussen niet-wederzijdse tussenlaagkoppeling en winst/verlies ter plaatse in het eendimensionale dubbellaagse topologische systeem en tweedimensionale dubbellaagse topologische fotonische kristallen worden onthuld. .

Deze resultaten bieden nieuwe perspectieven voor het bestuderen van niet-Hermitische topologische fotonica en het manipuleren van niet-Hermitische topologische toestanden in dubbellaagse niet-Hermitische topologische systemen.

De onderzoekers voorspellen mogelijke toepassingen zoals het observeren van niet-hermitische huideffecten in driedimensionale systemen, het bestuderen van niet-hermitische topologische fysica zoals niet-hermitische bandtopologie. Het gerelateerde onderzoekswerk werd voltooid door de heer Xingyuan Wang van de Beijing University of Chemical Technology.

Meer informatie: Xiaoxiao Wang et al., Een schema voor het realiseren van niet-reciproke tussenlaagkoppeling in dubbellaagse topologische systemen, Frontiers of Optoelectronics (2023). DOI:10.1007/s12200-023-00094-z

Aangeboden door Hoger Onderwijspers