論文の概要: Parity-dependent unidirectional and chiral photon transfer in
reversed-dissipation cavity optomechanics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.12085v1
- Date: Thu, 22 Dec 2022 23:57:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 06:03:17.256363
- Title: Parity-dependent unidirectional and chiral photon transfer in
reversed-dissipation cavity optomechanics
- Title（参考訳）: 逆散逸キャビティ光学系におけるパリティ依存一方向およびキラル光子移動
- Authors: Zhen Chen and Qichun Liu and Jingwei Zhou and Peng Zhao and Haifeng Yu
and Tiefu Li and Yulong Liu
- Abstract要約: エンフレッシド・ディスシメーション方式でブロードバンド非相反光子伝送を示す。
逆送電方式では、非相互帯域幅は機械モードの回線幅に制限されない。
片方向エネルギー移動とカイラルエネルギー移動の方向は、Epsのエンハンパリティを変化させることで逆転できることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.712867508048555
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Nonreciprocal elements, such as isolators and circulators, play an important
role in classical and quantum information processing. Recently, strong
nonreciprocal effects have been experimentally demonstrated in cavity
optomechanical systems. In these approaches, the bandwidth of the nonreciprocal
photon transmission is limited by the mechanical resonator linewidth, which is
arguably much smaller than the linewidths of the cavity modes in most
electromechanical or optomechanical devices. In this work, we demonstrate
broadband nonreciprocal photon transmission in the \emph{reversed-dissipation}
regime, where the mechanical mode with a large decay rate can be adiabatically
eliminated while mediating anti-$\mathcal{PT}$-symmetric dissipative coupling
with two kinds of phase factors. Adjusting the relative phases allows the
observation of \emph{periodic} Riemann-sheet structures with distributed
exceptional points (Eps). At the Eps, destructive quantum interference breaks
both the $\mathcal{T}$- and $\mathcal{P}$-inversion symmetry, resulting in
unidirectional and chiral photon transmissions. In the reversed-dissipation
regime, the nonreciprocal bandwidth is no longer limited by the mechanical mode
linewidth but is improved to the linewidth of the cavity resonance.
Furthermore, we find that the direction of the unidirectional and chiral energy
transfer could be reversed by changing the \emph{parity} of the Eps. Extending
non-Hermitian couplings to a three-cavity model, the broken
anti-$\mathcal{PT}$-symmetry allows us to observe high-order Eps, at which a
parity-dependent chiral circulator is demonstrated. The driving-phase
controlled periodical Riemann sheets allow observation of the parity-dependent
unidirectional and chiral energy transfer and thus provide a useful cell for
building up nonreciprocal array and realizing topological, e.g., isolators,
circulators, or amplifiers.
- Abstract（参考訳）: アイソレータや循環器のような非相互要素は、古典的および量子情報処理において重要な役割を果たす。
近年,キャビティ光力学系において強い非相反効果が実験的に実証されている。
これらのアプローチでは、非相反光子伝送の帯域幅は、多くの電気機械または光機械装置のキャビティモードのライン幅よりもかなり小さいメカニカル共振器のライン幅によって制限される。
本研究では,2種類の位相因子と反-$\mathcal{pt}$-symmetric dissipative couplingを媒介しながら,減衰率の大きいメカニカルモードを断続的に除去できる \emph{reversed-dissipation} 方式において,広帯域の非相反光子伝送を実証する。
相対位相を調整することにより、分散例外点 (Eps) を持つリーマンシート構造の観測が可能になる。
epsでは、破壊的な量子干渉は$\mathcal{t}$- と$\mathcal{p}$-反転の対称性の両方を壊し、一方向光子とキラル光子伝送をもたらす。
逆散逸状態においては、非相反帯域幅はメカニカルモード線幅に制限されることなく、キャビティ共鳴の線幅に改善される。
さらに、一方向エネルギー移動とキラルエネルギー移動の方向は、Epsの 'emph{parity} を変更することで逆転できることがわかった。
非エルミートカップリングを3次元キャビティモデルに拡張すると、破れた反$\mathcal{pt}$-対称性は、パリティ依存のカイラル循環器が示される高次epsを観測できる。
駆動相制御周期リーマンシートは、パリティ依存の一方向およびキラルエネルギー移動の観測を可能にし、非相互配列を構築し、イソレータ、循環器、増幅器などのトポロジーを実現するのに有用なセルを提供する。
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