单腔自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中手性光子拓扑结构的光谱学读出

拓扑光子相通常通过能带重构、稳态传输或边缘模式的实空间成像来识别。该研究团队提出了一种新型光谱探测框架,用于在单个含自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的驱动光学腔中读取手性光子拓扑特性。研究表明,腔体透射功率谱密度可直接作为动量-频率分辨光子陈数标记的可测量代理量,使得仅需光谱数据即可推断拓扑特性,无需依赖体态能带断层扫描。 在损耗主导区域(腔体衰减超过原子耗散时),功率谱密度呈现狄拉克型带隙杂化模式,其陈数标记趋零,对应平庸相。当耗散失衡状态反转时,光谱中会出现跨越带隙的明亮谱脊,该特征与陈数标记及贝里曲率的峰值空间共定位。复杂光谱揭示了宇称-时间对称性融合与增益-损耗分岔现象,标志着非厄米体系例外点的存在,并实现了带隙穿越的手性传输。 通过将噪声光谱学与微腔量子电动力学体系中的几何拓扑及非厄米拓扑相关联,该工作为驱动量子系统中的拓扑序光谱检测建立了方法论框架。这种方案为广泛光-物质平台提供了紧凑可调的拓扑光子学实现路径,为混合量子系统中拓扑相的研究与调控开辟了新途径。
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提交arXiv: 2025-12-09 14:50

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