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复杂散射系统中的按需相干完美吸收:时间延迟发散与对扰动的增强敏感性

经典物理 2021-06-01 v1 应用物理 光学

摘要

能够完美吸收入射辐射的非厄米光子系统在近期备受关注,这既因其根本上对应一种奇异的散射现象(实值散射矩阵零点),也因其极端敏感性具有重大技术前景。尖锐的反射谷是支撑许多精密传感、安全通信和波滤波设想应用的标志性特征。然而,底层散射异常与系统对扰动的敏感性之间的严格联系仍属缺失。在此,我们发展了复杂散射系统的理论描述,定量解释了反射谷的形状。我们进一步证明相干完美吸收(CPA)与相位奇点相关联,并将发散时间延迟的符号与激发速率和本征衰减速率之间的失配联系起来。我们基于一个由八通道激发的三维混沌腔的实验确认了理论预测。我们不是将工作频率和系统内的衰减作为两个自由参数,而是通过可编程元原子嵌入调控混沌腔的散射特性,在任意频率实现“按需”CPA。最后,我们从理论上证明并在实验上验证了 CPA 条件对系统微小扰动的最优敏感性。

关键词

引用

@article{arxiv.2010.06438,
  title  = {On-demand coherent perfect absorption in complex scattering systems: time delay divergence and enhanced sensitivity to perturbations},
  author = {Philipp del Hougne and K. Brahima Yeo and Philippe Besnier and Matthieu Davy},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2010.06438},
  year   = {2021}
}

备注

Original version of the manuscript submitted for peer review; 9 pages, 3 figures; Supplemental Material with 7 pages is included at the end of the file