近日，中国科学技术大学(USTC)郭光灿教授课题组在退化光腔中构建了一个非隐秘性(NH)合成轨道角动量(OAM)维度，并观察到异常点(EP)。这项研究发表在《科学进展》上。

研究人员在退化光腔中实现非厄米特异点

在拓扑物理学中，NH系统描述了具有复杂能谱的开放系统。例外点是NH系统的独特功能之一。为了研究EP，该团队构建了合成一维晶格，并在退化光学腔中建立了拓扑模拟平台。在此平台的基础上，引入了一个额外的伪动量作为参数来构造二维动量空间中的狄拉克点。通过在狄拉克点周围引入非厄尔米特扰动可以获得一对EP。

NH系统中复杂能谱的检测对于传统方法来说可能很麻烦。该研究小组开发了一种称为波前角分辨能带结构光谱的方法，用于研究基于合成OAM的复能谱。使用这种方法，该团队不仅检测了动量空间中的EP，还检测了EP的关键特征，如体费米弧、宇称时间对称性破缺跃迁、能量交换和半整数能带缠绕。

与传统的拓扑模拟相比，光子合成维度表现出极大的灵活性。通过调整合成维度的参数，该团队观察到复杂能量的交换作为围绕EP的调谐动量，这直接展示了拓扑能带黎曼表面的特征。

团队搭建的简并光腔内仿真平台可用于未来拓扑物理的探索和全光器件的研发。审稿人高度赞赏这项工作，他说：“由于大型非厄米系统在数值上难以研究，因此目前工作中的实验实现可以提供新的重要见解，特别是在技术应用方面。”