論文の概要: Geometry-Controlled Exceptional Points in Helicoidal Orbital-Angular-Momentum Photonics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.22240v1
- Date: Sat, 20 Jun 2026 21:53:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-25 21:49:33.573729
- Title: Geometry-Controlled Exceptional Points in Helicoidal Orbital-Angular-Momentum Photonics
- Title（参考訳）: Helicoidal Orbital-Angular-Momentum Photonicsにおける幾何制御された例外点
- Authors: Edilberto O. Silva,
- Abstract要約: 例外点 (EP) は固有値と固有ベクトルが結合する非エルミートスペクトル特異点である。
軌道角運動量(OAM)フォトニクスにおけるEPへの幾何学制御経路を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Exceptional points (EPs) are non-Hermitian spectral singularities where eigenvalues and eigenvectors coalesce. We propose a geometry-controlled route to EPs in orbital-angular-momentum (OAM) photonics. In an effective torsion-free helicoidal background, the twist supplies a signed, real chiral splitting between opposite-OAM modes, while openness, gain, loss, leakage, or channel coupling, supplies the non-Hermiticity. The EP is reached when the geometric detuning compensates for a residual mode splitting and the linewidth contrast meets the non-Hermitian balance condition; the twist rate is thus the control parameter, not the source of non-Hermiticity. We obtain the OAM slope both for a confined quantum problem and, in the paraxial regime, for a helically twisted guide, and embed the OAM doublet in a multimode mode-space model to show that the EP survives spectator modes. Eigenvalue coalescence, phase-rigidity collapse, linear EP tracking with residual detuning, and branch exchange under geometric encircling provide falsifiable signatures. An OAM-resolved input-output response maps these onto spectroscopy-level observables, including spectral maps and three-dimensional Riemann-surface visualizations. A device-level paraxial simulation of two distinct photonic platforms, one reciprocal and one asymmetric-coupling Wiersig-type platform, reproduces the predicted exceptional point and its linear geometric tracking.
- Abstract（参考訳）: 例外点 (EP) は固有値と固有ベクトルが結合する非エルミートスペクトル特異点である。
軌道角運動量(OAM)フォトニクスにおけるEPへの幾何学制御経路を提案する。
効果的なねじれのないヘリコダル背景において、ツイストは、非OAMモード間の署名された実際のカイラル分割を供給し、一方、開度、ゲイン、損失、リーク、チャネル結合は非ハーミティティティーを供給している。
残差モード分割の幾何デチューニングが補償され、直線幅のコントラストが非エルミート均衡条件を満たすとき、EPに達する。
我々は、制限量子問題と準軸状態の両方において、ヘリカルツイストガイドのためにOAMスロープを取得し、OAMダブレットをマルチモードモード空間モデルに埋め込んで、EPがオブザーバモードを生き残ることを示す。
固有値の合体、位相剛性崩壊、残留変形を伴う線形EP追跡、および幾何学的囲みの下での分岐交換は、フェルザブルなシグネチャを提供する。
OAM分解された入出力応答は、スペクトルマップや3次元リーマン表面の可視化を含む分光レベルの可観測物にこれらをマッピングする。
2つの異なるフォトニックプラットフォーム(相互に1つ、非対称に結合するWiersig型プラットフォーム)のデバイスレベルパラ軸シミュレーションは、予測された例外点とその線形幾何追跡を再現する。
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