論文の概要: Four-fold non-Hermitian phase transitions and non-reciprocal coupled resonator optical waveguides

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.12110v4
• Date: Sat, 24 Feb 2024 05:02:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-28 01:05:09.018985
• Title: Four-fold non-Hermitian phase transitions and non-reciprocal coupled resonator optical waveguides
• Title（参考訳）: 4重非エルミート相転移と非相互結合共振器光導波路
• Authors: Xintong Zhang, Jing Li
• Abstract要約: 非エルミート系は境界条件に対して異常な感度を示す。 数学レベルでは、4つの非エルミート相転移を示す。 フォトニック構造における非ハーミティック性の導入は、トポロジカル絶縁体におけるバンド反転に似た現象を引き起こす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.1850615666574806
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Non-Hermitian systems can exhibit extraordinary sensitivity to boundary conditions. Given that topological boundary modes and non-Hermitian skin effects can either coexist or individually appear in non-Hermitian systems, it is of great value to present a comprehensive non-Hermitian phase diagram, for further flexible control in realistic non-Hermitian systems. Here, we reveal four-fold non-Hermitian phase transitions at a mathematically level, where phase I exhibits only topological boundary modes, phase II displays both topological boundary modes and skin modes, phase III exhibits only skin modes, and phase IV cannot manifest any boundary modes. By deriving non-Hermitian winding numbers, the existence or non-existence condition of topological boundary modes are analytically expressed, consistent with the numerical results obtained through the iterative Green's function method. Combining with the study on non-Hermitian skin effects, we rigorously establish the four-fold phase diagram. We also design an array of coupled resonator optical waveguides. The introduction of non-Hermiticity in the photonic structure induces a phenomenon similar to band inversion in topological insulators, indicating the presence of topological boundary modes in the photonic bands.
• Abstract（参考訳）: 非エルミート系は境界条件に対して異常な感度を示す。 トポロジカル境界モードと非エルミート皮膚効果が共存または個別に非エルミート系に現れることを考えると、現実的な非エルミート系におけるさらなる柔軟な制御のために、包括的非エルミート位相図を提示することは大きな価値である。 ここでは,位相境界モードのみを示すフェーズi,位相境界モードとスキンモードの両方を示すフェーズii,スキンモードのみを示すフェーズiii,境界モードを示すフェーズiv,といった4次元非エルミート相遷移を数学的レベルで明らかにする。 非エルミート巻線数を導出することにより、位相境界モードの存在または存在条件を解析的に表現し、反復グリーン関数法による数値結果と一致する。 非エルミート皮膚効果の研究と組み合わせて、4次元位相図を厳密に構築する。 また、結合共振器光導波路のアレイを設計する。 フォトニック構造における非ハーミティティーの導入は、トポロジカル絶縁体におけるバンド反転に似た現象を引き起こし、フォトニックバンドにおけるトポロジカル境界モードの存在を示す。

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