耦合光学参量振荡器中的非耗散非厄米动力学和奇异点

       相比较封闭的Hermitian系统，具有增益和耗散的非Hermitian系统具有显著的性质和功能而引起了人们的广泛关注。通过精巧地操纵这些非厄米物理系统，可以产生了大量的现象，例如自发宇称时间对称性破缺、单向不可见性、相干完全吸收、单模激光，以及产生具有可控拓扑电荷的结构光等。非Hermitian系统的特点是存在一个奇异点（EP点），其特征值和特征向量同时合并（非Hermitian简并）。非Hermitian系统已经在平衡增益/损耗的PT对称系统中被探索过，甚至在纯耗散系统中也做过研究。EP的存在会导致一些违反直觉的现象，包括损耗引起的激光、绝热破坏和无反转的激光。然而，大多数非厄米光学系统是通过部署激光增益来实现增益/耗散的，这限制了它在某些光谱区域的发展潜力。

       最近，来自加州理工学院（California Institute of Technology），斯坦福大学（Stanford University），纽约城市大学（City University of New York）的研究人员利用耦合光学参量振荡器（OPOs）中的参量放大和去放大来实现参量非厄米系统中的EP，从而呈现出一种在基于激光增益的系统中无法观察到的独特现象。参量非厄米系统可以扩展到激光增益的光谱覆盖范围之外，参量增益的瞬时特性也使得实现可调谐/可重构的非厄米系统成为可能，这在传统的基于光学的非厄米系统中是很难实现的，研究人员正是利用参数增益的这一可调来实现有趣的功能。从根本上说，基于OPO的非厄米系统与传统光学系统形成了鲜明的对比，可以为传感、非厄米非线性动力学和量子信息处理提供独特的机会。相关研究成果以“Nondissipative non-Hermitian dynamics and exceptional points in coupled optical parametric oscillators”为题发表在《Optica》上。（鲁强兵）

       文章链接：https://doi.org/10.1364/OPTICA.415569