image: 切角方形天线手性偶极子源组成宇称-时间对称非厄米系统，可用于任意电磁波偏振转换。通过破坏手性偶极子源的镜像对称性，异常点诱导的偏振涡旋会导致单向双曲极化激元传播。 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
近日，《科学通报》杂志在线发表了同济大学郭志伟副教授、陈鸿教授以及北京理工大学段嘉华教授的研究成果，该研究团队提出一种基于非厄米物理特性的手性超构源，并在高对称系统中实现了奇特的近场光路由。
波既可作为能量载体也可作为信息媒介，其传播行为调控是光学、声学、热学等领域的重要研究方向。研究人员通过调控金属天线中不同光学模式的相互作用，构建了一个宇称-时间（Parity-time, PT）对称的非厄米光学系统。该系统作为一种平面“超构源”，可以根据需要将线性入射偏振转换为任何偏振态（庞加莱偏振球上的所有偏振态）。特别地，PT对称相变对应的奇异点具有自正交特性（即庞加莱球的南北极点），在线偏振入射时也会引起偏振涡旋（具有内禀手性的偶极子源），是一种可片上集成的四分之一波片。这一手性偶极子源可打破双曲色散波传播的镜像对称性，在高对称系统中实现各向异性定向传播。更重要的是，文中提出的“超构源”可以与不同波段（微波至红外）的极化激元体系兼容。
本文提供了一种通过非厄米特性操纵电磁波的新策略，在按需波控制的应用方面（包括片上通信、热调控和光子电路等）具有重要应用价值。
研究详情请见原文：
Exceptional point empowered near-field routing of hyperbolic polaritons
https://doi.org/10.1016/j.scib.2024.09.027
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Science Bulletin