实验室首次提出了利用非互易声学系统,实验实现了扭曲拓扑缠绕数系统中的非厄米趋肤效应。该系统由谐振腔以及放大电路组成,其中单向放大电路可连接任意位置的两个谐振腔,极大地增加了系统自由度。当放大电路连接相邻谐振腔时,该系统具有单拓扑缠绕数(图1),并且系统中所有模式都聚集在单个边界。然而,当放大电路连接次近邻谐振腔时,该系统本征频率的拓扑缠绕表现为“8”型(图2)。进一步实验发现在不同频率下,系统本征模式会集中在不同边界处。此外,在拓扑缠绕交点处,模式会均匀分布在所有腔中,表现为布洛赫态。 该工作为高阶非互易耦合的研究提供了新思路,并为非厄米非互易系统的研究构建了新平台。所揭示的物理机理可广泛适用于电磁波、光学等系统,并可拓展至二维及三维空间,为研究高阶非厄米趋肤效应等奇异物理现象奠定了基础。此外,该研究成果有望应用于高灵敏度传感器、紧凑单向波导、新型放大器等。
图1:单拓扑缠绕系统实验样品、理论计算和实验结果
图2:“8”型拓扑缠绕系统实验样品、理论计算和实验结果