损耗介质中的奇异点实现无衰减波传播

波进入空间均匀的损耗介质通常会经历指数衰减，这源于Beer-Lambert-Bouguer透射定律的能量损耗或反射时的倏逝穿透。近来，非厄米系统中的奇异点奇异性已被联系到非寻常波传播，例如所预测的极宽空间范围的常强度导模。尽管有此类前景，在纯损耗介质中实现无衰减波传播的可能性此前既未在理论上提出，也未在实验上实现。本文中，我们发现在具有奇异点的均匀周期性纳米结构波导介质中，无论其厚度如何，都存在并实验演示了伴随显著均匀分布能量损耗的无衰减波传播。由耦合模理论预测并得到全矢量电磁仿真支持，在光子 slab 波导中实验观测到呈现空间恒定辐射损耗的数百波长深度穿透。在整个结构化波导区域不论其长度都测量到了均匀的、无衰减的辐射能量损耗。虽然所演示的常强度辐射可立即应用于从光子芯片表面直接产生大尺寸、均匀且表面法向的自由空间平面波，但所揭示的无衰减波现象是普适的，适用于所有支持物理波的领域，为受奇异点物理赋能的色散工程材料开辟了新视野。