克莱因瓶光子电路上的非厄米特例外拓扑
非厄米物理揭示了一系列厄米系统无法实现的非常规波动现象,其中异常点(EPs)催生了灵敏度增强、非互易传输以及非厄米简并特有的拓扑行为。本研究展示了一种可扩展、可重构的硅基光子集成电路,能够高精度模拟任意非厄米时间演化过程。通过该可编程平台,研究人员实现了基于克莱因瓶拓扑结构(一种不可定向参数空间)的双能带非厄米哈密顿量,这种结构可在不可定向流形上实现传统可定向流形所禁止的异常相态。借助片上振幅-相位重构协议,该团队在参数空间中多点获取了完整复数哈密顿量,并通过实验绘制出虚部本征值间隙闭合形成的费米弧。所测费米弧的取向揭示了非平庸的异常拓扑结构:表明克莱因瓶上存在无法局部湮灭的同号异常点(或异常点单极子)。这项成果首次在光子系统中实现了不可定向流形上的异常拓扑结构,为探索经典与量子光子学中新型非厄米及拓扑模型建立了多功能平台。

