Non-Hermitian Photonic Lattices: tutorial
本教程介绍非厄米光子晶格的设计与实现关键概念，涵盖哈密顿量、能带结构、对称性及拓扑表征，并综述重要设计与光子平台，展望未来发展。
2023-05-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quasi-bandgap behavior in non-Hermitian photonic crystals
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
研究非厄米希光子晶体中损耗和无损耗材料共享相同实介电常数但虚部不同的特性，发现引入微小材料损耗会在布里渊区边界形成准带隙，通过二阶微扰理论解释其反射峰起源，并展示其在波导中的应用。
2026-04-06 physics.optics
Non-Hermitian skin effect and lasing of absorbing open-boundary modes in photonic crystals
我们探讨了非厄米光子系统中的吸收开边界模。该模式在无限大系统尺寸范围内具有连续谱，并表现出非厄米趋肤效应。与传统的非厄米皮肤模式下的固定端开边界条件下，有关模式表现出强烈的尺寸依赖性的频谱，逐渐收敛到非布洛赫带色散。模式对应于$S$矩阵的极点，并且与激光密切相关。我们证明了这些性质在一个二维非厄米光子晶体增益具有点（伪）间隙拓扑结构。
2022-11-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Loss-difference-induced localization in a non-Hermitian honeycomb photonic lattice
本研究在相干制备原子系统的可瞬时重构非厄米蜂窝光子晶格中，通过光学调制引入子晶格吸收差使狄拉克点延展为局域平带，实现了光在弱吸收晶格的局域化，为光子结构可调局域平带设计提供了新途径。
2023-01-12 physics.optics
Non-Hermitian Photonics based on Charge-Parity Symmetry
宇称-时间（$\mathcal{PT}$）对称性最初是为非厄米开放量子系统设想的，它为光的相干控制开辟了一条令人兴奋的新途径。$\mathcal{PT}$对称非厄米光子学通过调整集成光子结构中的光增益和光损耗，在从单模激光到新型拓扑物质的许多领域中得到了应用。在这里，我们提出了一个新的范式对非厄米光子学的基础上的电荷宇称（$\mathcal{CP}$）对称性，有可能控制光的流动，在一个前所未有的方式。特别是，我们考虑连续的介电手性材料，其中的电荷共轭和奇偶对称性被单独打破，但联合保存。令人惊讶的是，实部和虚部光谱之间的相变跨越例外点伴随着光子带拓扑从介电到双曲线的戏剧性变化。我们展示了$\mathcal{CP}$对称光子学的广泛应用，如全角度偏振相关的负折射材料，激光工程中的增强自发发射和非厄米拓扑光子学。$\mathcal{CP}$对称性通过连接两种先前不同的材料性质（手性和双曲性），为研究非厄米光子学而没有光学增益/损耗开辟了一条未探索的途径，因此为光子学和其他相关领域中许多有前途的工程应用提供了强有力的工具。
2019-04-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of non-Hermitian point gap in photonic crystals
Institute of Science Tokyo（科学技術大学）；Department of Physics, Institute of Science Tokyo（科学技術大学物理学科）；Institute of Industrial Science, The University of Tokyo（东京大学工业科学研究所）；NTT Basic Research Laboratories, NTT Corporation（日本电信电话株式会社基础研究中心）；Nanophotonics Center, NTT Corporation（日本电信电话株式会社纳米光子学中心）
该研究通过辐射损耗非厄密光子晶体实现了非厄密点隙的直接观测，并展示了非厄密拓扑的反转。
2025-12-17 physics.optics
Chirality in non-Hermitian photonics
手征性在物理学和生物学中从微观到宏观现象都是普遍存在的，如费米子相互作用和DNA复制。在光子学中，手征性传统上表示右圆偏振和左圆偏振的不同光学响应。在偏振域中的光学手性的这种定义包括手性依赖的相速度或手性介质内的光学吸收，这使得能够测量材料浓度的偏振法和用于感测生物或化学对映体的圆二色性光谱。近年来，非厄米光子学的兴起为研究光子学中的手征性提供了一个新的视角，它不再局限于传统的偏振域，而是扩展到了其他物理量，如轨道角动量、传播方向和系统参数空间。在这里，我们介绍了非厄米光子学中手性光-物质相互作用的最新里程碑，并展示了光子器件在自旋和轨道角动量、方向性和非对称模式转换方面的增强的设计自由度。
2019-05-28 physics.optics
Pseudospin-Induced Asymmetric Field in Non-Hermitian Photonic Crystals with Multiple Topological Transitions
本文研究了非厄米光子晶体中由光子量子自旋霍尔效应诱导的多重拓扑相变，通过引入不同圆偏振手性源激发赝自旋自由度，实现了拓扑态的多维操控及非对称场响应，为手性源探测提供了新途径。
2023-11-18 physics.optics
Can a photonic thermalization gap arise in disordered non-Hermitian Hamiltonian systems?
厄米光子系统中的手征对称性保护热化带隙现象是违反直觉的，因为它意味着光子相干性可以通过无序向渐近极限不断改善。我们发现，这种现象消失在时间无关的，非厄米光子系统，即使是在手征对称性保持良好。事实上，热化的程度通常随无序强度的增加而增加，这与直觉一致。作为非厄米特特性（例如，弱的增益和损耗），可以观察到热化间隙的现象，但仅在使用高质量材料的良好控制的实验中。
2019-02-01 physics.optics quant-ph
Loss-driven gain enhancements driven by topological singularities in non-Hermitian photonic crystals defects
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；California NanoSystems Institute, University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校加利福尼亚纳米系统研究院）
研究探讨了非厄米希光子晶体中纯损耗缺陷如何通过拓扑分支切割奇点实现传输矩阵奇异性的增强，并揭示了这种奇异性和非平凡 winding 数的反射系数之间的共振关系，从而实现高增益增强。
2025-10-27 physics.optics
Analytical study of mode degeneracy in non-Hermitian photonic crystals with TM-like polarization
从耦合波理论的角度研究了具有$C_{4v}$对称性的非厄米光子晶体的模式简并。描述了非厄米型光子晶体中的波耦合和泄漏，并推导出了偶然三重简并的条件，这导致了类狄喇克锥色散。我们证明了非厄米PC中的类Dirac-cone带在$Γ$点附近具有与实Dirac-cone类似的良好的线性和各向同性。此外，一些拓扑过渡的带可能会发生时，参数的几何演变。而Berry相位在$Γ$点保持为零，表明类Dirac锥不服从Dirac方程，它只是Dirac锥。
2017-04-19 physics.optics
Non-Hermitian dynamical topological winding in photonic mesh lattices
本文研究了非厄米光子网格晶格中由动力学演化产生的拓扑缠绕，发现耦合光纤环中光脉冲的平均存活时间被量子化且对哈密顿量形变具有鲁棒性，为实验观测非厄米动力学拓扑缠绕提供了可行平台。
2024-07-01 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Non-trivial point-gap topology and non-Hermitian skin effect in photonic crystals
我们证明了由有耗材料制成的二维非厄米光子晶体在其复频率能带结构中可以表现出拓扑缠绕的非平凡点带隙拓扑。这种晶体可以由互易的有损耗各向同性介质或非互易的有损耗磁光介质制成。我们讨论了互易性对点隙拓扑性质的影响。我们还表明，这种非平凡的点带隙拓扑结构导致非厄米趋肤效应时，光子晶体被截断。与之前大多数使用紧束缚模型对点间隙拓扑结构的研究相反，我们的工作表明可以在光子晶体中研究这种非埃尔米特拓扑结构，这代表了一个具有技术意义的更现实的系统。
2021-07-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coherent perfect absorber and laser induced by directional emissions in the non-Hermitian photonic crystals
在本研究中，我们提出应用非厄米光子晶体（PC）与各向异性发射。与各向同性非厄米特PC中的例外点（EP）环不同，各向异性非厄米特PC的EP表现为关于$Γ$点对称的线。非厄米哈密顿量表明，EP的形成与非厄米强度有关。有效介质理论（EMT）证实了在$Γ$ Y方向上存在复共轭介质（CCM）。但对于$Γ$ X方向，EMT表明有效折射率具有较大的虚部，这在PC内部形成倏逝波。因此，在$Γ$ Y的定向发射中可以实现相干完美吸收体（CPA）和激光效应。$Γ$ X方向的出射波较弱，可显著降低泄漏波造成的损耗和电磁干扰。此外，非Hermitian PC可以实现许多有趣的应用，如信号放大，准直和角度传感器。
2023-03-28 physics.optics
Comparative study of Hermitian and non-Hermitian topological dielectric photonic crystals
基于第一性原理计算，研究了增益和损耗对具有$C_{6v}$对称性的体拓扑介质光子晶体（PC）以及PC-空气-PC界面的能带结构的影响.为了说明宇称时间（PT）对称性的重要性，考虑了三个系统，即PT对称，PT不对称，和有损系统。我们发现，当增益和损耗分布为PT对称时，随着增益和损耗强度的增加，系统会出现从PT精确相位到PT破缺相位的相变，而对于PT非对称和有损耗的系统，则不会出现这种相变.基于威尔逊圈的计算，证明了PT对称系统在PT精确相位下的拓扑结构与厄米系统相同。最后，研究了厄米系统中不同类型的边缘态在增益和损耗影响下的本征频率，发现当非平凡边缘态的本征频率变为复共轭对时，平凡缺陷态的本征频率保持实。
2022-01-06 physics.optics
Invisible non-Hermitian potentials in discrete-time photonic quantum walks
合成晶格上的离散时间光子量子行走，其中光的空间和时间演化都是离散的，最近为观察大量非埃尔米特物理现象和控制复杂介质中的光散射提供了一个迷人的平台。一个相当开放的问题是，在这种离散系统中是否存在类似于连续光学介质的不可见势。在这里，它表明，在一定的条件下，慢漂移的Kramers-Kronig势表现为不可见的潜力，在离散时间的光子量子行走。
2022-07-23 physics.optics quant-ph
Parity-Time Symmetry meets Photonics: A New Twist in non-Hermitian Optics
在过去的十年中，宇称-时间（$\mathcal{PT}$）对称性的概念，最初是在量子力学理论的非厄米扩展中引入的，已经进入光子学的思想，为研究，观察和利用光学中$\mathcal{PT}$对称性的一些特殊方面提供了肥沃的土壤。与开放量子系统的非厄米物理学的相关概念，如非厄米简并（例外点）和光谱奇点一起，$\mathcal{PT}$对称性代表了过去几年中光学中最富有成果的思想之一。在集成光子结构中对光学增益和损耗进行明智的剪裁已经成为以前所未有的方式塑造光流动的新范例，其主要应用包括激光科学和技术，光学传感和光学材料工程。在这个角度来看，我回顾了$\mathcal{PT}$的一些主要成就和新兴领域-对称和非Hermtian光子学，并提供了一个轮廓的挑战和未来的研究方向，在光子学发展最快的研究领域之一。
2018-02-14 physics.optics quant-ph
Optomechanical interactions in non-Hermitian photonic molecules
我们研究了支持两个光子态和一个声学模的非厄米特光子分子中的光机械相互作用。非线性稳态解及其线性稳定景观的系统的参数和激励功率水平的函数进行了研究。我们还研究了系统的时间演化，并揭示了不同的非线性动力学制度。我们的分析揭示了几个重要的结果：（1）宇称时间（$\mathcal{PT}$）对称性不一定是最大光机相互作用的最佳选择。(2)在连续波（CW）光激励下，并不总是能得到稳定的稳态解。(3)考虑增益饱和效应可以调节否则无界振荡幅度的行为。我们的研究为光学非厄米性和光机械耦合之间的相互作用提供了更深入的了解，从而为新器件的应用铺平了道路。
2016-04-18 physics.optics
Breaking Reciprocity in a non-Hermitian Photonic Coupler with Saturable Absorption
研究了非厄米耦合光子波导中由于饱和吸收的非线性效应和例外点的同时作用导致的互易性破缺。这样一个系统的非线性响应进行了深入研究，物理洞察的操作原理和基本限制，同时产生的传输和非互易强度范围的分析和半分析结果。我们数值验证的理论结果，并评估重要的性能指标，这样的设备的非互易操作。这种新型的无源非谐振器件可以提供片上宽带非互易操作，使得它们在高速应用中具有潜在的重要性。
2021-02-15 physics.optics
Programmable Non-Hermitian Synchronization of Light on a Silicon Photonic Processor
KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；University of Michigan（密歇根大学）；University of Vaasa（瓦萨大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）
本文提出利用非厄密希耗散实现光子域内同步，通过硅光子处理器实现多模光场的集体态同步，同步速率和总光功率可独立编程，展示了耗散作为功能资源的应用。
2026-05-14 physics.optics
Unconventional Weyl exceptional contours in non-Hermitian photonic continua
拓扑荷大于1的非常规外尔点在非厄米特扰动下可以变换为各种复杂的非常规外尔例外轮廓。然而，这些特殊的轮廓的理论研究一直局限于紧束缚模型。在这里，我们提出了实现非传统的外尔例外轮廓的光子连续-非厄米各向异性手征等离子体，基于麦克斯韦方程组的从头计算。通过扰动面内介电常数，非常规外尔点可以变换为二次外尔例外圆、单链点的I型外尔例外链、双链点的II型外尔例外链等形式.提出了具有有效本构参数的现实超材料来实现这些非常规的外尔例外轮廓。我们的工作为探索非厄米拓扑光子连续统中非常规外尔异常轮廓的奇异物理铺平了道路。
2021-08-02 physics.app-ph physics.optics
Topological theory of non-Hermitian photonic systems
在这里，我们开发了一个规范独立的格林函数的方法来表征一般的非厄米特系统的陈不变量。它表明，类似于埃尔米特的情况下，陈数可以表示为一个积分的系统格林函数在一条线平行于频率轴。该方法以自然的方式引入了非厄米系统的“带隙”作为复频率平面的条带，其中系统格林函数是解析的。我们将所发展的理论应用于非互易电磁连续体，表明回转材料的拓扑性质对材料损耗的影响具有很强的鲁棒性。此外，还证明了以不透明型腔壁为终端的拓扑材料腔的频谱必须是无隙的。这一结果表明，体-边对应对一类非厄米系统仍然有效。
2019-03-05 physics.optics
Incoherent non-Hermitian skin effect in photonic quantum walks
本文将非厄米趋肤效应拓展到完全非相干区域，证明在退相干动力学下该效应在相当普遍情况下仍然存在，并通过非厄米光子量子行走中的非相干光动力学加以验证。
2024-04-06 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Quantum PT-Phase Diagram in a Non-Hermitian Photonic Structure
该研究在同时含损耗与增益的双光子结构中解析推导出稳态量子PT相图，通过定义厄米交换算符表征对称与破缺相，并揭示PT破缺下多光子Fock态在双波导中的聚集分布，为量子态工程与逻辑操作奠定基础。
2023-09-04 physics.optics quant-ph
Non-Hermitian control of localization in mosaic photonic lattices
本文研究马赛克光子晶格中非厄米调控局域化的问题，发现交替格点引入均匀损耗可抑制或增强波扩展，为无序系统中的波传输提供了一种简单的非厄米控制方法。
2023-10-03 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Dynamic control of 2D non-Hermitian photonic corner states in synthetic dimensions
本文在二维光子合成时间晶格中实现了拓扑非厄米角态的动态调控，展示了多种光约束与流动控制机制，并定量确定了角态在强度调制随机性下的鲁棒性边界，将非厄米拓扑光子效应扩展至更高合成维度。
2024-02-22 physics.optics
Topological invariant of non-Hermitian space-time modulated photonic crystals
本文提出介质变换方法构造时空调制光子晶体的伴随系统，揭示其非阿贝尔 Zak 相位的量子化、对称性特征及能带反转拓扑相变，并证明其广义布里渊区与厄米情形一致。
2024-12-30 physics.optics
Robust Anderson transition in non-Hermitian photonic quasicrystals
本文研究非厄米光子准晶体中的安德森相变，证明在局域非公度增益和损耗作用下，该相变对退相干效应具有鲁棒性，并通过光子网格晶格中的合成准晶体加以验证。
2024-04-06 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Analytical non-Hermitian description of Photonic Crystals with arbitrary Lateral and Transverse symmetry
在这项工作中，我们提出了一个通用的理论方法来模拟复杂的色散特性的泄漏光学模式工作在光子晶体板组成的两个高折射率对比度光栅，超出了光锥的保护。波导共振向自由空间连续介质的开放为模式耦合工程提供了大量的额外自由度。这两个光栅不仅可以通过近场耦合进行通信，而且还可以通过传播辐射场进行耦合。我们的分析模型，基于一个非厄米哈密顿，包括两个耦合方案，允许一个统一的描述广泛的家庭的光学模式，可能会产生在一维光子晶体。通过各种说明性的例子，我们表明，我们的理论方法提供了一个简化的分类这些模式，但它也是一个强大的推动者，发现新的光子物种。最后，作为概念验证，我们证明了实验中形成的狄拉克点在合并的三个束缚态的连续，这是最成功的光子物种在这项工作中讨论。
2022-09-06 physics.optics
Non-Hermitian topological mobility edges and transport in photonic quantum walks
在非厄米准晶体中，由于哈密顿量中的非厄米项，在复能量平面中分离局域态和扩展态的迁移率边（ME）可以出现。这种ME具有拓扑性质，即局域态和扩展态的能量在复能量平面上表现出不同的拓扑结构。然而，取决于非厄米性的起源，即跳跃振幅的不对称性或无公度势相位的复杂化，引入不同的缠绕数，对应于晶格中的大部分中的不同输运特征：虽然在前一种情况下允许弹道输运，但在后一种情况下观察到伪动力学局部化。结果表明，考虑非厄米光子量子行走在合成网格晶格。
2022-05-30 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Topological photonics in one-dimensional settings
Nankai University（南开大学）；INRS-EMT；University of Zagreb（萨格勒布大学）；Shanxi University（山西大学）
本研究综述了一维拓扑光子学的核心模型与最新进展，涵盖SSH模型、非线性调制及拓扑激光等应用。
2026-02-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Nonlinear Non-Hermitian Skin Effect and Skin Solitons in Temporal Photonic Feedforward Lattices
本文在时间光子前馈晶格中实验展示了非线性非厄米趋肤效应，利用人工Kerr非线性增强局域鲁棒性并形成趋肤孤子，据此设计了可调谐光学路由器。
2025-06-21 physics.optics
Non-Hermitian waves in a continuous periodic model and application to photonic crystals
在一些非厄米系统中，体中的本征态局域在系统的边界处。这被称为非厄米趋肤效应，它主要在离散系统中进行研究。本文研究了连续周期模型中的非厄米趋肤效应。在一维系统中，我们证明了所有本征态的局域化长度相等。此外，大系统的局域化长度和本征谱与开边界条件的类型无关。这些性质也存在于非厄米光子晶体中。在连续周期模型中，这种显著的行为可以用非布洛赫带理论来解释。通过构造复布洛赫波数的广义布里渊区，导出了开边界条件下的局域化长度和本征谱。此外，我们还证明了广义布里渊区还具有各种物理性质，如体-边对应。
2022-05-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Non-Hermitian Exceptional Topology on a Klein Bottle Photonic Circuit
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）
该研究在非定向流形上实现了首个光子异常拓扑，通过可编程硅光子集成电路模拟非厄米特时间演化，揭示了克莱因瓶拓扑中的异常相位和费米弧特性。
2025-12-23 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Anisotropic non-Hermitian skin effect in a two-dimensional Lieb photonic crystal
Department of Physics, School of Physics, Hubei University（湖北大学物理科学与技术学院）；Wuhan Institute of Quantum Technology（武汉量子技术研究院）；College of Physical Science and Technology, Central China Normal University（华中师范大学物理科学与技术学院）
本文提出了一种二维非厄密光子晶体，用于实验验证其各向异性非厄密皮肤效应，通过紧束缚模型和非厄密耦合构建非平凡的谱 winding 数，揭示了边界依赖的皮肤效应，并提供了可实现的非厄密皮肤效应原型设计。
2026-05-18 cond-mat.other physics.optics
Skin mode tunability and self-healing effect in photonic Floquet lattices
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Anhui Province Key Laboratory of Quantum Network, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学安徽省量子网络重点实验室）；CAS Center For Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子物理前沿卓越创新中心）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家实验室）
本文提出利用趋肤模式可调性，在光子Floquet晶格中实现非厄米趋肤模式的自愈效应，并通过局部扰动实现宽范围频谱控制，扩展非厄米波控制工具箱。
2025-10-16 physics.optics
Non-Hermitian Interaction between Light and Photonic Time Crystal Beyond the Floquet Quasinormal Mode Approximation
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；State Key Laboratory for Mesoscopic Physics and Frontiers Science Center for Nano-optoelectronics, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院介观物理国家重点实验室及纳米光电子前沿科学中心）
研究光与光子时间晶体的非厄米相互作用，通过相对相位补偿失谐抑制弗洛凯模式，发现传统方法无法再现该光学响应，揭示有效模式耦合，还通过例外点研究相变并解释抑制动力学，展现光子时间晶体在时间调制纳米光子学中的潜力。
2026-07-17 physics.optics
Revealing non-Hermitian band structures of photonic Floquet media
周期性驱动的系统，其特征在于其固有的非平衡动力学，在经典和量子制度中无处不在。在光子学领域，这些Floquet系统已经开始提供关于时间周期性如何将空间周期性光子晶体和超材料的概念扩展到时域的见解。然而，尽管在光子Floquet介质中的状态之间的非互易耦合的存在引起的必要性，统一的非厄米能带结构描述仍然难以捉摸。在这里，我们通过实验揭示了独特的布洛赫-Floquet和非布洛赫能带结构的光子Floquet介质模拟在微波政权与一维阵列的时间周期性驱动的谐振器。具体而言，这些非厄米能带结构示出为复动量空间中定义的光子Floquet介质的复本征频率表面的两个可测量的不同子集。在Bloch-Floquet能带结构中，驱动诱导的相反符号频率态之间的非互易耦合导致沿实动量轴的动量隙的打开，在其边缘处发生异常的相变。更有趣的是，我们表明，非布洛赫能带结构定义在复杂的布里渊区补充的光子Floquet介质的复杂的本征频率表面的形态上的信息。我们的工作铺平了道路的光子Floquet介质在复杂的能量动量空间的全面理解，并可以提供一般的指导方针的非平衡光子相位的物质的研究。
2022-01-04 physics.app-ph physics.optics
Non-Bloch $\mathcal{PT}$ symmetry breaking in non-Hermitian Photonic Quantum Walks
周期性介质中拓扑能带理论的一个特点是体性质不受边界条件的影响。值得注意的是，在某些非厄米晶格中，体性质在很大程度上受到边界的影响，导致诸如非厄米趋肤效应和违反体边界对应等主要效应。在这里，我们揭示了非幺正离散时间量子行走的光子在系统中涉及增益和损失显示，而一般非布洛赫宇称时间（$\mathcal{PT}$）对称性破缺相变，并提出了一种散装探测方法来检测这种边界驱动的相变。
2019-09-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Enhanced response of non-Hermitian photonic systems near exceptional points
本文从理论和数值上研究了非厄米共振光子系统在两个本征模合并的例外点（EP）附近的响应特性。结果表明，EP附近的系统可以表现出非洛伦兹频率响应，其线的形状和强度强烈依赖于模式衰减率和耦合参数的输入波，不同于一个正常的洛伦兹响应周围的一个单一的共振。特别是，它示出的频率响应的峰值强度是成反比的模式衰减率的四次方，并可以显着增强与光增益的帮助。理论结果通过一个带增益微腔的全波模拟得到了数值验证。此外，还讨论了非线性增益饱和和自发发射的影响。响应增强和它的参数依赖性可能是有用的设计和控制本征模的激发外磁场。
2018-03-28 physics.optics
Non-Hermitian delocalization in a 2D photonic quasicrystal
本研究在十二重光子准晶实验中发现非厄米势可增强波包空间扩展的新机制，揭示非厄米准晶行为更丰富，为光子束调控等领域提供新可能。
2023-12-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Robust light transport in non-Hermitian photonic lattices
从基础和应用的角度来看，对抗微和纳米集成光子器件中的无序对光传输的影响是非常重要的。在普通波导中，缺陷和无序会引起不需要的背反射，这阻碍了大规模光学集成。拓扑光子结构是受量子霍尔效应和拓扑绝缘体的启发而产生的一类新型光学系统，它可以通过受拓扑保护的单向边缘模实现稳健的输运。这种波导是通过在二维结构中引入光子的合成规范场来实现的，这打破了时间反演对称性，并使介质边缘处的单向引导成为可能。在这里，我们提出了一个不同的路线走向鲁棒的低维（1D）光子晶格中的光传输，其中时间反演对称性被打破，因为{ \it non-Hermitian}性质的运输。当晶格中的前向传播模式被放大时，相应的后向传播模式被阻尼，从而导致对结构中的无序或缺陷相当不敏感的不对称传输。考虑了两种晶格模型中的非厄米输运：具有虚规范场的紧束缚晶格（Hatano-Nelson模型）和非厄米驱动的二元晶格。在前一种情况下，尽管无序的运输是由一个流动性的边缘，因为非厄米离域过渡而产生的确保。提出了利用工程耦合谐振腔光波导（CROW）结构观察由合成的“虚”规范场引起的非厄米离域的可能性。
2015-07-24 physics.optics quant-ph
Non-Hermitian Nested Hopf-Links and Conjoint Open-Arcs in Synthetic Non-Abelian Gauge Photonic Lattices
Indian Institute of Science Education and Research Berhampur（印度科学教育研究所贝尔汉普尔分校）
本文研究合成规范光子晶格在多种竞争性非厄米源下的拓扑特性，观察到嵌套Hopf-links、EP处相变及联合开放弧，揭示了纯偶极趋肤效应等新物理现象。
2026-10-06 physics.optics
Photonic topological insulators induced by non-Hermitian disorders in a coupled-cavity array
最近的研究无序或非厄米诱导拓扑绝缘体注入工程拓扑物质的新成分。在这里，我们认为纯粹的非厄米紊乱，这两个成分的组合，在一个一维耦合腔阵列无序的增益和损失的影响。在复杂的体光谱中，局域态携带拓扑不变量，增加增益-损耗无序强度可以诱导出拓扑光子态。该系统展示了丰富的相图和独特的拓扑状态从厄米特无序。非厄米临界行为的特征在于双正交的本地化长度的零能量的边缘模式，它发散的临界转变点，并建立体边缘对应。此外，我们表明，散装拓扑结构可以通过测量双正交手征位移，这可以从一个适当的拉姆齐干涉仪，在清洁和无序区域的工作中提取实验访问。所提出的耦合腔光子设置依赖于已被实验证明的技术，从而提供了一个可行的路线，探索这种非厄米无序驱动的拓扑绝缘体。
2022-12-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Unidirectional perfect reflection and radiation in double-lattice photonic crystals
已知非厄米光子系统表现出独特的现象，其中非厄米性通常由材料损耗或增益引入。在这里，我们提出并实验证明单向现象完全基于辐射。我们的设计是基于一个双晶格光子晶体，具有线性色散与一个单一的例外点，在那里的厄米和非厄米耦合的幅度抵消了在一个方向上。基于这一概念，我们实现了一种单向波导，当光从一侧入射时，它表现出完美的辐射，当光从另一侧入射时，它表现出完美的反射。我们的研究结果将开辟一条新的途径，利用非厄米性。
2023-01-25 physics.optics
Loss revives bistable state near the exceptional point in a non-Hermitian microwave photonic meta-molecule
通过对非厄米系统中例外点的特殊性质的研究，证明了损耗在控制双稳态中的建设性作用。我们在实验上实现了非厄米耦合谐振腔的超分子在微波波段的电脉冲。通过增加损耗，我们首先观察到弱耗散区的双稳态态抑制，然后观察到强耗散区的双稳态态恢复。实验和理论分析都表明，尽管损耗增加，但双稳态的恢复是由于系统遇到EP后场强的恢复。我们的研究结果提供了一种控制和显示双稳态系统的替代方法，从而实现灵活的光子器件，而不仅限于微波制度。
2018-02-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum walks of correlated photons in non-Hermitian photonic lattices
针对非厄米系统纠缠实验探究的难题，该研究提出并实现了非厄米光子晶格中双关联光子的量子行走，观测到体区域单向行走及趋肤效应致纠缠抑制，助力开放多体量子纠缠研究。
2024-09-16 physics.optics quant-ph
Exceptional contours and band structure design in parity-time symmetric photonic crystals
研究了多维奇偶时间对称周期系统的性质，其非厄米周期是厄米周期的整数倍。这就产生了一组自然的简并，它们可以经历无阈值的$\mathcal{PT}$跃迁。我们推导出一个$\mathbf{k} \cdot \mathbf{p}$微扰理论适合于连续的特征值的系统的模式的基本厄米特系统。在光子晶体中，这种无阈值的$\mathcal{PT}$跃迁被证明可以对系统的能带结构产生显著的控制，并且可以导致全角度超准直、$\mathcal{PT}$ -超棱镜效应和单向行为。
2016-01-21 physics.optics
Topological pumping in photonic systems
典型的陈氏绝缘子的拓扑结构是基于系统沿实空间两个方向的周期性。在这篇文章中，我们从这个标准的概念出发，并证明了一个通用的非厄米光子波导周期性沿一个单一的方向的真实空间可以被视为一个子组件的扩展系统与合成维度和非平凡的陈拓扑。特别是，我们表明，低于一个通用波导的带隙的频带数决定的间隙陈数的扩展系统。理论和数值计算表明，在实空间中的间隙Chern数给出了位于系统边界的无间隙Tamm态分支的数量，当其几何形状连续位移一个晶格周期时。在非厄米的情况下，Tamm态连接复平面中的不同能带。
2021-12-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Higher-order exceptional point and Landau-Zener Bloch oscillations in driven non-Hermitian photonic Lieb lattices
本文提出在具有复耦合的PT对称光子Lieb晶格中，通过折射率梯度调控实现三阶异常点，并揭示平带激发下Landau-Zener Bloch振荡的不对称能量跃迁、赝厄米传播及经过异常点时的二次发射现象。
2021-08-28 physics.optics
Programmable non-Hermitian photonic quantum walks via dichroic metasurfaces
PSI Center for Scientific Computing, Theory and Data（瑞士保罗谢勒研究所科学计算、理论与数据中心）；CNR-ISASI, Institute of Applied Science and Intelligent Systems（意大利国家研究委员会应用科学与智能系统研究所）
本文提出一种由二向色性液晶超表面构成的光子平台，在横向动量合成空间中实现电压可编程的非幺正量子行走，并实验展示最多五步演化。
2025-03-07 physics.optics quant-ph
Breaking and resurgence of symmetry in the non-Hermitian Su-Schrieffer-Heeger model in photonic waveguides
该研究通过在光子晶格中引入对称性破缺损耗，揭示非厄米 SSH 模型中新兴非厄米对称性对拓扑单模的保护，并实验验证一维与二维动态单模。
2024-05-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Relativistic Zitterbewegung in non-Hermitian photonic waveguide systems
Zitterbewegung（ZB）是相对论量子系统中的一种现象，其中电子波包在其运动期间表现出抖动或振荡行为，这是由其与负能态的相互作用或耦合引起的。在电子系统中直接观察ZB是困难的，这是由于与电子的原子尺度波长相关的挑战。光子系统提供了另一种范例。我们利用伪宇称-时间（伪PT）对称性的概念来研究非厄米量子系统中的ZB，该系统被实现为实验上可行的光波导阵列。特别地，非厄米哈密顿量通过波导之间的倏逝波耦合来实现，以形成具有沿引导方向的增益和损耗的周期性调制的一维晶格。随着调制频率的改变，我们得到了一些现象，包括周期性抑制ZB抖动，空间能量本地化，和厄米特类ZB振荡。我们计算相图表明不同类型的相对论性非厄米量子系统的动力学行为的出现在一个实验合理的参数空间。我们提供的数值结果和物理分析来解释不同的动力学行为所揭示的相图。我们的研究结果提供了一个更深入的了解相对论性ZB现象和非厄米赝PT系统，在控制/利用光传播的波导为基础的光学系统中的潜在应用。
2016-12-22 physics.optics quant-ph
Localized states emerging from singular and nonsingular flat bands in a frustrated fractal-like photonic lattice
我们报告了Sierpinski分形光子晶格中的奇异和非奇异平坦带。我们证明，最低的两个频带，被孤立和退化，由于几何挫折，是非奇异的，因此可以跨越一套完整的紧凑的局域态。实验证明这些态在光子晶格中无衍射传播。我们的结果揭示了单个光子晶格中几何阻挫、简并平带和紧定域态之间的相互作用，为光子自旋液体基态的形成奠定了基础。
2021-11-05 physics.optics
