PT对称光学系统最有趣的方面之一是奇异点(exceptional point,EP),在这个点,系统的复本征值和本征向量会同时发生简并,且在这个点或其周围会产生非平凡的物理学和奇异的现象。因此基于PT对称的机理及应用的研究是十分具有实际意义与应用价值的课题。
日前,太赫兹超表面实验室对基于太赫兹超表面的PT对称相变主动调控进行了深入研究。设计了一个非厄米超表面,其单元由两个具有相同谐振频率但不同损耗系数正交耦合的开口环谐振器(Split Ring Resonator,SRR)组成(见图1),以研究PT对称相变。结果表明,通过调节其中一个SRR间隙中硅岛的电导率,我们直接观察到系统本征极化状态的相变(见图2)。
研究成果以论文形式发表在SCI期刊《Physics Letters A》上,第一署名单位为南昌大学,第一作者为南昌大学理学院研究生汪俊兴;通讯作者分别为南昌大学理学院物理系沈云副教授及杰青、长江学者、南昌大学空间科学与技术学院邓晓华教授。
这种可调谐的系统避免了形成一系列的超表面结构,并可能促进PT对称光子学器件的实际应用。
图1.(a)PT对称超表面单元结构;(b)具有相同共振频率的SRR
图2. 随着其中一个SRR间隙中硅岛的电导率的变化,系统本征极化状态的相变