非厄米光子晶格中的鲁棒光传输

从基础和应用角度看，抑制微纳集成光子器件中无序效应对光传输的影响具有重要意义。在普通波导中，缺陷和无序会引起不必要的背向反射，阻碍大规模光学集成。拓扑光子结构是一类受量子霍尔效应和拓扑绝缘体启发的新型光学系统，可通过拓扑保护单向边缘模式实现鲁棒传输。这类波导是通过在二维结构中引入光子的合成规范场实现的，其打破时间反演对称性，并实现介质边缘的单向导光。本文提出一种在低维（一维）光子晶格中实现光鲁棒传输的不同途径，其中时间反演对称性因传输的非厄米性质而被打破。晶格中前向传播模式被放大，而相应的后向传播模式被阻尼，从而产生对结构中的无序或缺陷相当不敏感的非对称传输。考虑了两种晶格模型中的非厄米传输：具有虚规范场的紧束缚晶格（Hatano-Nelson模型）和非厄米驱动二元晶格。在前一种情况下，尽管存在无序，传输仍由非厄米离域转变产生的迁移率边所保证。提出了利用工程耦合谐振腔光波导（CROW）结构观测由合成“虚”规范场诱导的非厄米离域的可能性。