Dans les systèmes non hermitiens, deux ou plusieurs valeurs propres et états propres d’un système résonant fusionnent à des points exceptionnels (PE). L’encerclement dynamique des PE a suscité un intérêt considérable ces dernières années, car il conduit à des phénomènes très non triviaux, tels que la transmission chirale, dans laquelle l’état final du système dépend de la main d’encerclement.
Auparavant, la transmission chirale pour une paire de modes propres était réalisée par une trajectoire dynamique fermée dans des systèmes à parité-temps (PT-) ou anti-PT-symétriques. Bien que la transmission chirale des modes à symétrie brisée soit plus accessible dans les circuits intégrés photoniques pratiques, l’efficacité de transmission démontrée est très faible en raison des pertes dépendant du chemin.
Dans un nouveau journal publié dans Lumière : science et applicationsune équipe de scientifiques dirigée par le professeur Lin Chen du Laboratoire national d’optoélectronique de Wuhan et de l’École d’information optique et électronique de l’Université des sciences et technologies de Huazhong, Wuhan 430074, Chine, et des collègues ont signalé une conversion chirale entre des modes localisés dans des guides d’ondes individuels. .
Au-delà de la trajectoire d’évolution précédemment fermée encerclant l’EP, une trajectoire d’évolution ouverte est explorée, tirant parti des modes asymptotiques en deux points infinis différents, mais pas des modes (anti-) symétriques (systèmes symétriques PT) ou des modes brisés de symétrie (systèmes anti-PT). -systèmes symétriques).
Dans un tel système dynamique non hermitien, les sauts non adiabatiques (NAJ) – le facteur clé pour induire une réponse chirale – proviennent d’une perte de couplage sélective à l’un des modes propres au cours de l’évolution.
La dynamique chirale est démontrée théoriquement et expérimentalement. Les convertisseurs de mode chiral résultants, basés sur des guides d’ondes en silicium couplés, peuvent localiser l’énergie optique dans un seul guide d’ondes avec une transmission à haut rendement.
Les convertisseurs de mode chiraux basés sur des trajectoires d’évolution ouvertes introduisent une perte par un coupleur adiabatique au lieu du métal appliqué dans les schémas précédents, ce qui assouplit les exigences de fabrication.
Les résultats offrent une nouvelle approche pour étudier la dynamique chirale dans les systèmes non hermitiens et ouvrent de nouvelles voies pour le développement de dispositifs et d’applications pratiques à transmission asymétrique.
Plus d’information:
Xiaoqian Shu et al, Transmission chirale par une trajectoire d’évolution ouverte dans un système non hermitien, Lumière : science et applications (2024). DOI : 10.1038/s41377-024-01409-1