非厄米型平面光学微腔中的异常环: 实现、信号增强与拓扑
光学
2026-01-12 v3
摘要
非厄米系统搭载异常点（EP）可实现信号增强并呈现非常规模式动力学。超越孤立EP，本文报道在具有特定圆极化和TE-TM分裂的平面光学腔 resonator中存在异常环（ER）的现象。这些异常环拥有如前所述的浓缩物质系统中令人感兴趣的拓扑结构，但在非线性存在的情况下仍鲜有探索，而我们的光子平台正是理想的研究对象。我们发现当引入Kerr型非线性（或可饱和增益）时，线性ER会分裂为两个同心ER，其中较大半径环为三阶EP环。从线性向非线性范畴过渡时，我们进行了严格的谱和带拓扑分析，并报告在非线性范畴中增强且可调的扰动响应。尽管某些特征特定于本系统，但关于非厄米拓扑和非线性增强扰动响应的结果是通用的，并且同样适用于广泛的其他非厄米非线性系统，为在非厄米非线性系统中工程化EP和ER提供了通用框架。
引用
@article{arxiv.2507.07099,
title = {Exceptional rings in nonlinear non-Hermitian planar optical microcavities: implementation, signal enhancement, and topology},
author = {Jan Wingenbach and Laura Ares and Xuekai Ma and Nai H. Kwong and Jan Sperling and Rolf Binder and Stefan Schumacher},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.07099},
year = {2026}
}
备注
14 pages, 8 figures