通过工程损耗实现的非厄米多模式光学谐振器中的拓扑性与临界性

非厄米拓扑物质为设计超越厄米系统能力的现象提供了平台,使得利用损耗来调控拓扑现象成为可能。由于天然化合物中损耗难以控制,非厄米模型通常依赖于人工设计的晶格平台。虽然非厄米光子物质的典型模型多为单模系统,但实际光子体系往往具有多模特性,导致每个格点处不同本征模之间发生混合。该研究团队探索了一类广义的多模非厄米晶格体系,其核心特征在于拥有多个共振模式。研究表明,这些多模模型与常见的人工单模模型类似,同样能呈现拓扑模式和临界现象。研究人员系统分析了这些非厄米拓扑模式对局部损耗涨落、无序性及人工规范场的鲁棒性,并证明这些效应可通过完整微观模型和有效多轨道模型共同描述。特别地,研究揭示了多轨道特性使得非厄米多轨道模型的局域化性质能够通过外部规范场调控。该工作表明,内部轨道自由度为实现可控非厄米拓扑及临界现象提供了全新设计范式。

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