Non-Hermitian Singularities in Scattering Spectra of Mie Resonators
本研究揭示了非厄米系统散射谱中例外点、狄拉克点、零偶极矩态等奇点的内在关联,通过微波实验测量亚波长Mie谐振陶瓷环的散射谱加以验证,为非厄米光子学应用提供了新方向。
2024-08-11 physics.class-ph physics.optics
Mie scattering eigenmodes for optical trapping
米氏散射理论能够精确地确定作为入射场的函数的散射场。在这里,我们使用这种方法来计算入射场和作用在散射物体上的光学力之间的厄米关系。这种厄米关系也定义了一组正交的光学本征模,提供了一个自然的基础来描述光-物质相互作用中的动量传递。
2017-04-28 physics.optics
Non-Hermitian bulk-boundary correspondence via scattering theory
传统的体边界对应在非厄米系统中失效。本文应用散射理论,在一维非厄米系统中重建了体边界对应。基于散射理论,发现拓扑不变量可以通过求解广义本征值问题而得到,而不需要计算广义布里渊区。作为一个直接的结果,我们揭示了一种新型的拓扑相变没有典型的体能隙关闭和一个不稳定的阶段与拓扑边界状态,被称为临界拓扑相。
2023-02-14 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Creation and Control of Scattering Singularities in non-Hermitian Systems
University of Maryland, College Park(马里兰大学帕克分校)
本文提出散射矩阵奇异性是众多非厄米散射现象的统一基础,通过少量可调参数即可在任意频率创造并控制这些奇异性,并演示了相干完美吸收,实现极低输出输入功率比。
2026-09-14 physics.optics
Enhanced Robustness via Loss Engineering in Detuned Non-Hermitian Scattering Systems
本研究将非厄米散射现象扩展到失谐系统,提出透射奇异点(TEPs)概念,并在耦合腔系统中利用其增强传感鲁棒性,以抵御激光频率漂移等环境扰动。
2024-02-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Symmetry-Protected Scattering in Non-Hermitian Linear Systems
对称性在物理学中起着基础性的作用,在非厄米物理中对称性的性质发生了变化。本文利用离散对称性对随机矩阵进行分类,研究了非厄米特线性系统中的保序散射。偶宇称对称性对散射系数施加了严格的约束:时间反演(C和K)对称性保护对称透射或反射;伪厄米性(Q对称性)或反演(P)对称性保护对称透射和反射。对于反演组合的时间反演对称性,透射和反射的对称特征互换。包括粒子-空穴对称性、手征对称性和亚晶格对称性在内的奇宇称对称性不能保证散射的对称性。这些指导原则是有效的埃尔米特和非埃尔米特线性系统。我们的发现提供了从凝聚态物理到量子物理和光学的对称性和散射的基本见解。
2021-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Unitary Scattering Protected by Pseudo-Hermiticity
厄米系统具有幺正散射;然而,厄米性对于幺正散射是不必要的,尽管在非厄米性影响下的散射大多是非幺正的。在这里,我们证明了酉散射是由某种类型的伪厄米性的保护和不受非厄米性程度。能量守恒在散射过程中被破坏,并在散射后恢复。只包含连接点的赝厄米散射中心的子系统是厄米散射的。这些发现为研究非厄米系统的幺正散射、赝厄米性和能量守恒提供了理论基础,并对非厄米系统中的光传输、介观电子输运和量子干涉等方面的研究具有重要意义.
2022-01-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Non-Hermitian Floquet invisibility
开放系统中的波输运和散射会受到非厄米动力学的深刻影响.在这项工作中,我们考虑波散射在一维紧束缚晶格与低频谐波振动复杂的网站潜力。Floquet散射被抑制在一定范围内的光谱晶格带,这是有限的非弹性散射通道的光谱透射/反射振幅的奇异性。当奇点被推到布里渊区的边缘时,发现整个光谱带上的不可见性,这需要大于紧束缚晶格带的宽度的调制频率。值得注意的是,不可见性被发现持续多个振荡晶格杂质。
2016-12-02 physics.optics quant-ph
Oblique scattering from non-Hermitian optical waveguides
一个明智的增益和损耗设计会导致保守系统无法达到的违反直觉的波动现象。值得注意的是,这样的设计可以引起激光吸收模式和各向异性透射共振。在这里,我们分析了这些现象在受到单色斜波的具有正弦增益-损耗调制的光学散射体中的出现。我们推导出一个解析解的问题,我们展示了如何散射参数,特别是调制相位和入射角,构成一个真正的设计空间来访问这些现象。
2022-12-23 physics.app-ph physics.optics
Localization Landscapes based on the Green's Matrix of Non-Hermitian Optical Scattering Systems
Boston University(波士顿大学);Tufts University(塔夫茨大学)
该研究针对非厄米光学散射系统,基于格林矩阵的厄米化构造三种局域化景观,可解析不同条件下的局域化模式,还扩展到横电偏振矢量情况并提供严格证明与数值方案。
2026-10-20 physics.optics
Controlling asymmetric absorption of metasurfaces via non-Hermitian doping
基于亚波长谐振器的超表面使得能够以新颖的方式操纵光学界面处的光流动。在追求多功能或可重构的元器件,有效地调整宏观性能与小的结构/材料变化仍然是一个挑战。在这里,我们提出了在超颖表面的非厄米掺杂的概念,表明一个普通的后向反射器可以切换到非对称的,通过在局部区域引入吸收缺陷。非对称吸收性能在厄米特态从零开始,在非厄米特掺杂下逐渐增加,并在例外点处达到最大值。这种效果是实验证明在微波频率通过观察非对称的近场分布和远场散射特性,并从一个平面metasurface。此外,在传统的后向反射器中引入局部增益成分的同时,它可以被调谐到一个极不对称的单侧放大器,将单向放大从一维波导扩展到二维散射系统。所提出的方法提供了一种替代途径工程电磁元器件和系统的小扰动。介绍
2020-12-23 physics.optics
Non-Hermitian optical scattering in cold atoms via four-wave mixing
提出利用相干多能级介质的非线性与两束相位失配驻波光束结合,在四能级双-Λ原子中实现完全可调谐的光学非互易多通道散射,为非厄米光学散射领域提供了新见解。
2025-04-04 physics.optics quant-ph
Propagation and circulating modes of reciprocal non-Hermitian skin effect
本文数值研究了互易非厄米趋肤效应中趋肤模式在遇到散射体时于对立边缘间跳跃的现象,并提出利用该散射现象生成具有轨道角动量的环流模式的新方法,为微型光学器件应用铺路。
2025-05-02 physics.optics
Perturbing scattering resonances in non-Hermitian systems: a generalized Wigner-Smith operator formulation
School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological University(南洋理工大学电气与电子工程学院)
本文提出了一种利用广义 Wigner-Smith 算子计算开放非厄米系统散射矩阵极点移动的新方法,将其与传统腔微扰理论相联系,并在复杂光子网络中验证了有效性,为分析共振系统提供了新见解。
2024-10-25 math-ph math.MP physics.comp-ph
From scattering theory to complex wave dynamics in non-hermitian PT-symmetric resonators
我回顾如何从介观物理的方法可以应用到描述的多波散射和复杂的波在非厄米PT对称谐振器,其中吸收区对称耦合到放大区的动力学。散射理论作为一个方便的工具,分类的对称性超出了单通道的情况下,并导致有效的描述,可以制定在能量域(通过哈密顿量)和在时域(通过时间演化算子)。然后,这些模型可以用来识别介观的时间和能量尺度,管理从实到复的本征值的光谱过渡。在多通道系统中可能存在的磁光效应(有限矢量势)导致了一种变体(称为PTT对称性),它施加了与PT对称性相同的光谱约束。我还提供了广义通量守恒定律的多通道版本。
2013-04-17 physics.optics quant-ph
Harnessing Spectral Singularities in Non-Hermitian Cylindrical Structures
非厄米系统的特点是适当的空间分布的增益和损耗可以表现出“频谱奇点”的形式的零宽度共振相关联的实际频率极点的散射算子。在这里,我们研究这个有趣的现象与圆柱形的几何形状,并探讨可能的应用程序,以非常规的方式控制和剪裁的散射响应的子波长和波长大小的对象。在可能的影响和应用中,我们说明了散射-吸收-消光权衡中的额外自由度,并解决了零前向散射,横向散射和散射图案的增益控制可重构性的工程问题,同时也注意稳定性问题。我们的研究结果可能会开辟新的前景,在主动和可重构的纳米光子学平台。
2019-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tuning the Effective PT-Phase of Plasmonic Eigenmodes
在等离子体-介质混合波导系统中,我们通过例外点实验观察到了有效的PT-相变。传输实验揭示了基本的本征模相互作用的环境折射率的调谐,这可以明确地归因于通过等离子体激元例外点的交叉的根本变化。这些结果扩展了可调非厄米物理等离子体系统的设计机会。
2019-07-10 physics.optics
Scattering-free pulse propagation through invisible non-Hermitian disorder
我们展示了一个新的设计原理,单向不可见的非厄米结构,不仅是不可见的一个特定的波长,而是一个广泛的频率范围。我们的想法是基于恒定强度波的概念,这种波甚至可以在高度无序的介质中传播,而不会发生反向散射或强度变化。与现有的隐形研究相反,我们的新设计原理既不需要特定的对称性(如$\mathcal{PT}$ -对称性),也不需要周期性,因此可以应用于更广泛的背景下。这种普遍性与宽带频率稳定性相结合,允许脉冲通过无序介质传播,就好像介质完全均匀一样。
2018-11-12 cond-mat.dis-nn nlin.CD physics.optics
Scattering Dynamics and Boundary States of a Non-Hermitian Dirac Equation
本文研究(2+1)维非厄米狄拉克方程,发现其界面处可出现反常克莱因隧穿、同时激光与相干完美吸收以及实能量边界态,并可在非厄米晶格模型中复现。
2023-07-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Non-Hermitian invisibility in tight-binding lattices
复杂介质中波散射的灵活控制在经典物理和量子物理的不同领域都具有相关性。近年来,人们对非厄米系统的散射工程产生了极大的兴趣,预测和证明了具有独特散射性质的新的非厄米势类,如透明势和不可见势或单向无反射势。这种潜力已被发现的连续和离散(晶格)系统。然而,晶格系统中的波散射显示出一些独特的特征,这些特征来自于系统的离散(而不是连续)平移不变性,其特征在于晶格上允许能量的有限频带和波传播的有限速度。这种独特的特征可以用来实现不可见性的一个格子的方法,失败时,适用于连续系统。在这里,我们表明,一个广泛的类的时间相关的非厄米散射势或缺陷具有任意的空间形状可以合成在厄米单带紧束缚晶格,这是完全不可见的,由于有限的能量带宽的晶格。
2022-09-24 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Categorize coalescing quasi-normal modes through far-field scattering patterns
本文提出通过调节入射方向和偏振在远场选择性激发频谱接近或重叠的准正则模式,并据此区分厄米简并与非厄米例外点,为米氏理论、非厄米光子学及奇点光学交叉研究提供新方法。
2025-03-13 physics.optics
Exploring Metamaterial Lasers through Non-Hermitian Scattering Formalism
本研究通过非厄米散射形式理论分析光在负折射率超材料中的行为,建立传输矩阵并确定频谱奇异性条件,为超材料平板激光器和相干完美吸收器系统的参数微调提供理论基础。
2025-05-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Hybrid patterns and solitonic frequency combs in non-Hermitian Kerr Cavities
该研究提出在 Kerr 腔中引入周期性非厄米调制,使均匀态与模式两类孤子形成机制混合,从而产生兼具双重特征的耗散局域结构,并为频率梳的实时可逆调控提供新机制。
2024-07-25 nlin.PS physics.optics
Pseudo-Hermiticity protects the energy-difference conservation in the scattering
本研究发现非厄米散射系统中由赝厄米性保护的能量差守恒律,通过两个典型反PT对称系统验证了该守恒律的成立与失效,为非厄米系统的相关物理研究提供了新见解。
2023-10-04 physics.optics quant-ph
Scattering of TE and TM waves and quantum dynamics generated by non-Hermitian Hamiltonians
本研究将平面对称线性介质的电磁波散射简化为TE/TM模问题,通过动力学表述把转移矩阵技术拓展到非均匀介质,将散射求解转化为Riccati方程初值问题,并应用于无反射介质的识别。
2024-11-20 physics.optics quant-ph
Non-Bloch edge dynamics of non-Hermitian lattices
针对非厄米趋肤效应导致的边缘实时动力学偏离Bloch图像问题,提出基于Lefschetz thimble识别复动量空间主导鞍点的判据,以确定Lyapunov指数并刻画波函数长时间演化。
2025-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Non-Hermitian stealthy hyperuniformity
Seoul National University(首尔大学);University of Seoul(首尔大学)
本文提出非厄米特系统中的超均匀性和 stealthiness,扩展非厄米特框架至相关杂乱,揭示单向散射相的特性。
2026-02-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Novel Topology and Manipulation of Scattering Singularities in Complex non-Hermitian Systems
本研究通过微波实验主动控制复杂非厄米散射环境的边界条件,实现了散射算子谱中例外点简并的创建、消除与重定位,并揭示了其拓扑稳定性与绕数守恒,进而提出了一种输入幅度和相位不敏感的50:50 I/Q功率分配器。
2025-02-01 cond-mat.mes-hall nlin.CD physics.optics
Fundamental Limits of Non-Hermitian Sensing from Quantum Fisher Information
Otto von Guericke University Magdeburg(奥托·冯·格里克马格德堡大学);Vienna University of Technology (TU Wien)(维也纳工业大学)
通过散射矩阵形式分析非厄米系统中的量子Fisher信息,证明奇异点可增强传感性能,且远离奇异点可进一步提高灵敏度。
2026-06-03 physics.optics quant-ph
Coherent confinement and unidirectional dynamics of a wave packet induced by a non-Hermitian Su-Schrieffer-Heeger segment
交错虚势和晶格二聚之间的竞争导致非厄米特Su-Schrieffer-Heeger(SSH)环在例外点处的单向传播聚结态。SSH环中的一段作为$\mathcal{PT}$对称的散射中心嵌入到Hermitian链中时,继承了SSH环的单向性,并表现出一些有趣的动力学行为.基于厄米和非厄米区域之间的界面的Bethe anomalous散射解决方案,我们表明,SSH散射中心支持以下波包动力学。(i)左入射波包允许完美传输,而右入射波包激发放大的反射波列,其长度与SSH段的大小成比例。因此,当考虑多SSH段时,观察到布拉格散射体的单向不可见性。(ii)如果右导联被移除,则左入射波包可以被很好地限制在SSH段中。(iii)此外,当波包的大小接近SSH段的长度时,波包被完全吸收。基本机制源于SSH段的一个微妙特性,它支持两个准压缩波包,但具有相反的群速度。我们的研究结果适用于实现量子态存储、量子二极管和激光器件的方案。
2020-03-16 physics.optics quant-ph
Anyonic $\mathcal{PT}$ symmetry, drifting potentials and non-Hermitian delocalization
本文研究了具有非厄米哈密顿量$\mathcal{H}$的薛定谔方程满足广义(任意子)宇称-时间对称性$\mathcal{PT H}= \exp(2 i φ) \mathcal{HPT}$的波动力学,其中$\mathcal{P}$和$ \mathcal{T}$是宇称和时间反演算符.对于固定势,$φ$只使$\mathcal{H}$的能谱在复平面内发生旋转,而对于漂移势,能谱发生了形变,并且当$φ\neq 0$的伽利略不变性被破坏时,势的散射和定域性质表现出有趣的行为.特别是,在未中断的$\mathcal{PT}$阶段的漂移使散射势垒反射,而对于一个势阱的束缚态的数量减少的漂移速度增加,因为一个非厄米离域过渡。
2018-12-22 physics.optics quant-ph
Radiation-pressure-induced non-Hermitian skin effect in elastic membranes
The University of Sydney(悉尼大学);School of Physics, The University of Sydney(悉尼大学物理学院);Institute of Photonics and Optical Science, The University of Sydney(悉尼大学光子与光学科学研究所);The University of Sydney Nano Institute(悉尼大学纳米研究所)
研究展示了非对称光学散射结构中垂直于入射光方向的光学力可操控同方向的纵向弹性波,辐射压力单向作用导致非厄密皮肤效应,该效应在光子帆等应用中具有重要价值。
2026-03-31 physics.optics
CPA-lasing associated with the quasibound states in the continuum in asymmetric non-Hermitian structures
具有损耗和增益的非厄米特光子系统由于其对光的流动具有特殊的塑造能力而引起人们的广泛关注。在具有完全平衡损耗和增益的$\mathcal{PT}$对称系统中引入非对称性,揭示了在由ε-近零(ENZ)介质组成的层状结构中,从连续介质中的准束缚态(准BIC)到同时相干完全吸收(CPA)和激光的跃迁机制.两种类型的不对称性(几何和非厄米)的散射矩阵技术进行了分析。与准BIC相关联的CPA激光效应的特征在于品质因数与非对称性参数的倒数的异常线性关系。此外,在非厄米不对称性下,在CPA激光点处发现了与直觉相反的损耗诱导激光行为。所报道的非厄米结构的特征对于传感和激光应用是有前景的。
2022-05-23 physics.optics
Constructing the scattering matrix for optical microcavities as a nonlocal boundary value problem
我们发展了一个数值方法来构造光学微腔的散射矩阵($S$),包括具有宇称-时间和其他非厄米对称性的特殊情况。该方案采用了显式形式的非局部边界条件,与入射光表示的非均匀项。这种方法解决了通常在$\cal R$矩阵方法中发现的不连续法向导数的伪影。此外,通过排除上述非齐次项,我们的方法中的非厄米哈密顿量也决定了Periels-Kapur态,并在此基础上构成了导出标准$\cal R$ -矩阵结果的另一种方法.因此,我们的计划提供了一个方便的框架来探索这两种方法的好处。我们说明了这个边值问题,使用一维和二维标量亥姆霍兹方程。用我们的方法计算的$S$矩阵的特征值和极点与用其他方法得到的结果吻合得很好。
2017-08-16 physics.optics
Robust Wave Splitters Based on Scattering Singularities in Complex non-Hermitian Systems
University of Maryland(马里兰大学);Wesleyan University(卫斯理安大学)
本研究提出了一种基于复非厄米特系统散射奇点的鲁棒波分裂器,通过调节参数实现对输入波相位和幅度变化的鲁棒响应,并展示了其在多种波散射现象中的广泛应用。
2025-09-14 cond-mat.mes-hall nlin.CD physics.optics
Arbitrary Reflectionless Optical Routing via Non-Hermitian Zero-Index Networks
Jiangsu University of Science and Technology(江苏科技大学);Soochow University(苏州大学);Jiangsu Physical Science Research Center(江苏省物理科学研究中心)
研究旨在解决光路由器性能受限问题,提出基于非厄米零折射率网络的解析逆设计方法,通过建立代数映射将设计转化为确定性计算,可实现任意无反射光路由,为设计先进光控器件提供新途径。
2026-07-22 physics.optics
Coherent scattering from semi-infinite non-Hermitian potentials
当两束相同的相干光束从左、右入射到半无限非厄米介质中时,我们证明了反射$(r_L,r_R)$和透射$(t_L,t_R)$的振幅都是非互易的。在参数域中,在实能量$E=E_*$和时间反演的两端口S-矩阵的行列式处存在谱奇异性(SS),即,$|\det(S)|=|t_L t_R-r_L r_R|$在$E=E_*$处急剧消失,显示出相干完全吸收(CPA)现象。在互补参数域中,电势在$E=E_z$处变为左或右无反射。但是,我们排除了在这些新模型中尽管存在$r_R(E_i)=0$和$t_R(E_i)=1$,但仍存在不可见性。我们提出了两个简单的精确可解模型,其中$E_*$,$E_z$,$E_i$的表达式和参数条件的潜力已获得明确和简单的形式。早先,已经发现SS和CPA的新现象仅发生在空间局部化(渐近消失)并且具有$t_L=t_R$的散射复势中。
2018-01-24 cond-mat.other math-ph math.MP
Born-Padé approach to electromagnetic scattering in complex one-dimensional inhomogeneous slabs
微扰理论应用于一维散射系统,包括一般类的非均匀和各向同性板的大小$L$描述的相对介电常数$\varepsilon(z) = 1 + αχ(z)$,其中$χ(z)$是的电极化和$α$的扰动参数。透射和反射振幅被表示为以$α$的幂表示的Born级数,并且使用Padé逼近来获得具有高且任意准确度的分析结果。该方法具有很强的通用性,可以处理斜入射。给出了具有已知和未知精确解的平面波与厄米特和非厄米特结构相互作用的透射和反射振幅的例子。
2022-07-23 physics.class-ph physics.optics
Identifying gap-closings in open non-Hermitian systems by Biorthogonal Polarization
本文研究开放边界下非厄米两带紧束缚模型的能隙闭合,发现体边对应失效,并提出双正交极化作为可靠拓扑不变量,能准确区分真实边缘模与离域模。
2024-11-21 cond-mat.mes-hall hep-th physics.optics
Constant-intensity waves and their modulation instability in non-Hermitian potentials
在所有波起重要作用的科学领域中,相应的波动方程的最基本解之一是具有恒定强度的驻波。最熟悉的例子是平面波在自由空间中传播的例子。然而,在任何厄米特势存在的情况下,波的恒定强度由于散射而立即被破坏。在这里,我们表明,这一基本限制是方便地解除时,与非厄米特潜力。特别是,我们提出了一个全新的类波,具有恒定的强度存在的线性以及非线性非均匀介质的增益和损失。这些解决方案使我们能够研究,第一次,在非均匀环境中的调制不稳定性的基本现象。我们的结果对最近提出的非厄米散射实验提出了新的挑战。
2015-03-31 nlin.CD physics.optics quant-ph
Non-Hermitian Hartman effect
哈特曼效应是指量子力学粒子或光子穿过不透明势垒所花费的时间与长势垒的势垒宽度无关的相当矛盾的结果。在不同的物理环境中观察到的这种效应引起了激烈的争论和一些争议,这是由于对隧穿时间和明显的超光速传输的正确定义和解释。一个相当开放的问题是哈特曼效应是否(以及在何种条件下)对于非弹性散射持续存在,即当势变得非厄米特且散射矩阵不是么正时。在这里,我们考虑隧穿通过异质结势垒的紧束缚图片,其中的障碍包括一个一般非厄米有限大小的晶格连接到两个半无限最近邻厄米晶格铅。我们推导出一个简单的和一般的条件,哈特曼效应的持久性在非厄米障碍,表明它可以被发现,而一般当非厄米性产生的非互易耦合,即当障碍显示非厄米趋肤效应,没有任何特殊的对称性系统。
2022-07-18 cond-mat.str-el physics.optics quant-ph
Anomalous Light Scattering by Topological ${\mathcal{PT}}$-symmetric Particle Arrays
当物理系统变为非厄米特时,鲁棒拓扑边模可能演化为复频率模。我们发现,虽然有可以忽略不计的前向消光截面,共轭对这样的复杂的拓扑边缘模式在非厄米$\mathcal{PT}$对称系统可以引起异常的侧向散射时,他们同时被激发的平面波。我们提出了一种实现这种散射状态的线性阵列的亚波长谐振腔涂覆增益介质。预测是基于一个分析的两个波段的模型和验证严格的数值模拟,使用多多极散射理论。结果表明,当这样的$\mathcal{PT}$对称单元被插入到通信信道中时,经典信息的泄漏对于发送器和接收器是不明显的极端情况。
2016-08-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrasensitive Higher-Order Exceptional Points via Non-Hermitian Zero-Index Materials
该研究利用波干涉在非厄米零折射率材料中实现高阶奇异点,提出三通道模型产生三种第三阶奇异点,并在吸收奇异点附近展示超灵敏响应,为开放散射系统的高阶奇异点及先进传感应用开辟新途径。
2025-04-18 physics.app-ph 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
Fundamental constraints on the observability of non-Hermitian effects in passive systems
本研究利用散射理论,基于因果律要求通过内部时延算符量化无源系统中非厄米效应可见度的约束,对比不同对称类与效应发现非厄米趋肤效应的极端模式非正交性被有效掩盖。
2022-07-19 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Exceptional non-Hermitian topological edge mode and its application to active matter
拓扑材料通过厄米系统中的体-边对应,表现出受其非平凡体拓扑保护的边缘局部化无散射模式。虽然最近在具有耗散和注入的非厄米特系统中的拓扑现象得到了大量的研究,但它们的边缘模式的基本原理还没有完全建立。在这里,我们发现,在非厄米系统强大的无间隙边缘模式可以无处不在地出现,由于一种机制,是不同于散装拓扑结构,从而表明散装边缘对应的故障。这些边缘模式的鲁棒性源于另一个拓扑结构伴随着一个例外点周围的分支点奇点,在该特征向量合并和哈密顿变得nondiagonalizable。它们特有的复本征能谱可用于实现沿样品边缘传播的激射波包。我们在数值上证实了原型模型中所提出的边缘模式的出现和鲁棒性。此外,我们表明,这些边缘模式出现在一个模型的手征活性物质的基础上的流体动力学描述,表明活性物质可以表现出固有的非厄米拓扑特征。提出的一般机制将作为一种替代的设计原则,实现无散射的边缘电流在非厄米器件,超越现有的框架的非厄米拓扑相位。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unveiling Topological Charges and Their Manipulation in Electronic Circuits
在电磁系统的响应中利用拓扑特性可以大大提高其潜力。虽然近年来在各种散射异常的背景下,基于奇异性的电磁学和非厄米电子学的研究大大增加,但它们的拓扑性质尚未得到充分评估。在这项工作中,我们从理论和实验上证明,在连续的束缚态周围的非厄米微扰可以导致奇异的散射矩阵,这是拓扑非平凡的,并遵守电荷守恒。相关的散射矩阵极点,零点和零极点对描绘极端的散射事件,包括激光,相干完全吸收,和激光。所提出的框架使得能够在电路中生成、消除和添加这些奇点,具有在用于感测、无线功率传输、激光发射和热发射设备的宽范围的电磁波谱上进行极端散射工程的潜力。
2022-03-29 physics.app-ph physics.optics
Maxwell's demon-like nonreciprocity by non-Hermitian gyrotropic metasurfaces
我们表明,麦克斯韦的恶魔般的非互易性可以支持在一类非厄米回转超颖表面的线性制度。所提出的超颖表面的功能就像一个只传输的麦克斯韦恶魔,在一对光子能量下工作。基于多次散射理论,我们建立了一个双偶极子模型来解释导致反对称非互易传输的潜在机制。这些结果可能会启发新的设计紧凑的非互易光子器件。
2021-04-23 cond-mat.other physics.app-ph physics.optics
Topologically protected defect states in open photonic systems with non-hermitian charge-conjugation and parity-time symmetry
我们表明,拓扑保护的缺陷状态可以存在于开放(泄漏或有损)系统,即使这些系统是拓扑平凡的封闭限制。这些态出现在连续介质中,因此没有带隙,并且通过例外点(发生在具有广义时间反演对称性的开放波和量子系统中的光谱跃迁)或通过电荷共轭对称性引起的简并性(与Majorana零模的极点跃迁有关)产生。我们证明了这些发现的泄漏无源耦合谐振腔光波导与不对称的内部散射,所需的对称性(非厄米版本的时间反演对称性,手征性和电荷共轭)出现动态。
2015-11-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Generalized Wigner-Smith analysis of resonance perturbations in arbitrary $Q$ non-Hermitian systems
Nanyang Technological University(南洋理工大学);Institute for Digital Molecular Analytics and Science(数字分子分析与科学研究所)
本研究将广义 Wigner-Smith 算子方法与标准电磁微扰理论结合,扩展至任意品质因数的开放非厄米系统,用于分析共振扰动引起的散射极点偏移,并通过多层纳米谐振腔传感器逆向设计等数值例子验证了其有效性。
2025-02-19 math-ph math.MP physics.optics
Non-Hermitian wave packet approximation for coupled two-level systems in weak and intense fields
本文介绍了二能级系统布洛赫光学方程的一种精确的非厄米薛定谔近似。这种近似提供了一个完整的描述的激发,弛豫和退相干动力学在弱和强激光场。在这种方法中,传播量子系统的波函数而不是密度矩阵就足够了,只要通过自动调整的时间相关增益和衰减速率来考虑弛豫和退相。所开发的形式主义适用于电磁辐射的散射和吸收的问题,由相互作用的两个层次的发射器组成的薄层。
2016-02-11 physics.comp-ph physics.optics quant-ph
Unifying framework for non-Hermitian and Hermitian topology in driven-dissipative systems
Max Planck Institute for the Science of Light(马克斯·普朗克光科学研究所);Faculty of Physics, University of Vienna(维也纳大学物理学院)
本文将单复能带非厄米拓扑与定向放大的对应关系框架扩展至多能带和高维系统,引入广义奇异谱定义相关能带及拓扑不变量,证明体-边对应并通过模型验证,为相关实验应用奠定基础。
2025-09-23 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dynamical Degeneracy Splitting and Directional Invisibility in Non-Hermitian Systems
该研究提出动力学简并劈裂概念描述非厄米系统各向异性衰减,揭示其两个特征,还提出基于波包动力学的定向不可见性研究高维几何依赖趋肤效应,阐明非厄米趋肤效应与格林函数的对应关系。
2023-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Exceptional Points in Photonics: From Non-Hermitian Physics to Applications
Harbin Engineering University(哈尔滨工程大学);ITMO University(ITMO大学);Siberian Federal University(西伯利亚联邦大学);LV Kirensky Institute of Physics, Federal Research Center KSC SB RAS(LV基伦斯基物理研究所,俄罗斯科学院西伯利亚分院克拉斯诺亚尔斯克科学中心联邦研究中心);University of California, Irvine(加州大学尔湾分校);The Hong Kong University of Science and Technology(香港科技大学)
本综述构建了EP光子学的统一框架,系统区分各类异常简并并探讨其拓扑特性,梳理其在多光子学领域的应用,同时评估相关技术的局限与未来方向。
2026-09-02 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph