螺旋轨道角动量光子学中几何控制的奇异点
例外点(EPs)是非厄米谱奇点,其特征是特征值与特征向量同时合并。该研究提出了一条在轨道角动量(OAM)光子学中通过几何调控实现例外点的路径。在有效无扭转的螺旋形背景中,扭曲提供了符号明确的实部手征分裂,作用于相反OAM模式;而开放、增益、损耗、泄露或通道耦合则提供了非厄米性。当几何失谐补偿了残余模式分裂,且线宽对比满足非厄米平衡条件时,便到达例外点;因此扭曲率是控制参数,而非非厄米性的来源。该研究既在受限量子问题中,也在傍轴近似下的螺旋扭曲波导中,求得了OAM斜率;并将OAM双重态嵌入一个多模空间模型,以表明例外点能够承受旁观模式。特征值合并、相位刚性坍缩、例外点随残余失谐的线性变化轨迹,以及几何环绕下的分支交换,提供了可证伪的特征。OAM分辨的输入-输出响应将这些特征映射为光谱学级别的可观测物理量,包括光谱图和三维黎曼曲面可视化。对两种不同光子平台的器件级傍轴仿真(一种为互易平台,另一种为非对称耦合的威西格型平台),再现了所预测的例外点及其线性几何跟踪行为。

