波导中动态环绕奇异点：绝热性破缺引起的非对称模式切换
光学
2016-09-05 v1 介观与纳米尺度物理
量子物理
摘要
具有损耗或增益的物理系统具有随时间指数衰减或增长的共振模式。当这样两个模式在其共振频率和衰减或增长率上同时合并时，就会出现所谓的“奇异点（exceptional point）”，近来围绕它报道了许多引人入胜的现象。当足够缓慢地环绕奇异点时，预测会出现特别有趣的行为，例如态翻转或几何相位的累积。致力于该问题的实验已经能够成功探索奇异点的拓扑结构，但完整的动态环绕以及与之不可避免的绝热性破缺至今仍超出任何测量的能力范围。在此我们证明，奇异点的动态环绕可以映射为通过双模波导的散射问题，这使我们首次能够触及在此情形下发生的难以捉摸的效应。具体地，我们展示了一种波导结构的实验结果，该结构在传输过程中将入射波引导环绕一个奇异点。通过这种方式诱导的模式转换使该器件非常适合作为不同波导模式之间稳健的非对称开关。我们的工作开辟了探索奇异点物理在基础研究与实用应用十字路口的新颖而令人兴奋的途径。
引用
@article{arxiv.1603.02325,
title = {Dynamically encircling exceptional points in a waveguide: asymmetric mode switching from the breakdown of adiabaticity},
author = {Jörg Doppler and Alexei A. Mailybaev and Julian Böhm and Ulrich Kuhl and Adrian Girschik and Florian Libisch and Thomas J. Milburn and Peter Rabl and Nimrod Moiseyev and Stefan Rotter},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.02325},
year = {2016}
}