反PT对称耦合腔系统中从奇异点到可观测非线性分岔点的转变
光学
2025-09-03 v1
摘要
反宇称-时间（APT）对称系统中的奇异点（EPs）引起了广泛关注。虽然线性APT对称系统与非线性耗散系统（如相互注入锁定激光器）在结构上表现出相似性，但线性非厄米哈密顿量中的奇异点与非线性激光动力学中的分岔现象之间的对应关系一直不明确。我们证明，在一个具有APT对称性和增益饱和非线性的双腔系统中，一个EP与非线性平衡态的分岔点重合，该分岔点恰好出现在激光阈值处。尽管EP和分岔点源于根本不同的物理概念，但该分岔点是可观测的，并且即使在激光阈值以上也保留了EP的关键特征。值得注意的是，源于线性EP的分岔点还连接了系统的线性和非线性动力学：它作为非线性动力学中极限环和同步区域之间的一个可访问的转变点。此外，我们阐明了在存在增益饱和的情况下，线性APT系统弱耦合区中一种独特的动力学——即能量差守恒的拍频振荡——演化为两个腔中振幅相等的非线性极限环。我们的发现建立了EP诱导的分岔点与非线性动力学之间的直接联系，为非厄米和非线性光学系统提供了基础性的见解。
引用
@article{arxiv.2509.01062,
title = {Transition from exceptional points to observable nonlinear bifurcation points in anti-PT symmetric coupled cavity systems},
author = {Takahiro Uemura and Kenta Takata and Masaya Notomi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.01062},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 12 figures