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反耗散腔光力学中依赖宇称的单向与手性光子转移

量子物理 2022-12-26 v1 光学

摘要

非互易元件,如隔离器与环形器,在经典与量子信息处理中扮演重要角色。近来,腔光机械系统中已实验演示了强非互易效应。在这些方案中,非互易光子传输的带宽受机械谐振器线宽限制,而该线宽在大多数机电或光机器件中无疑远小于腔模线宽。本工作中,我们在\emph{反耗散} regime 下展示了宽带非互易光子传输,其中具有大衰减率的机械模式可被绝热消除,同时介导具有两类相位因子的反-PT\mathcal{PT}-对称耗散耦合。调节相对相位可观测到具有分布奇异点(EP)的\emph{周期}黎曼面结构。在 EP 处,相消量子干涉破坏了 T\mathcal{T}- 与 P\mathcal{P}-反演对称性,导致单向与手性光子传输。在反耗散 regime 下,非互易带宽不再受机械模线宽限制,而是提升至腔共振线宽。此外,我们发现单向与手性能量转移的方向可通过改变 EP 的\emph{宇称}反转。将非厄米耦合扩展至三腔模型,被破坏的反-PT\mathcal{PT}-对称性使我们观测到高阶 EP,并在其上演示了依赖宇称的手性环形器。驱动相位控制的周期黎曼面允许观测依赖宇称的单向与手性能量转移,从而提供了用于构建非互易阵列和实现拓扑(例如隔离器、环形器或放大器)的有用单元。

关键词

引用

@article{arxiv.2212.12085,
  title  = {Parity-dependent unidirectional and chiral photon transfer in reversed-dissipation cavity optomechanics},
  author = {Zhen Chen and Qichun Liu and Jingwei Zhou and Peng Zhao and Haifeng Yu and Tiefu Li and Yulong Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2212.12085},
  year   = {2022}
}

备注

11 pages, 9 figures,