本网讯（通讯员 王蓓 蒋闯）2023年10月9日，《应用物理学快报》（Applied Physics Letters）在线发表了柯少林副教授在非厄米拓扑波导阵列方面取得的最新研究成果，文章标题为《扭曲波导阵列中的非厄米趋肤效应》 “Twist-induced non-Hermitian skin effect in optical waveguide arrays”。

近年来，非厄米系统由于其丰富多样的拓扑物理而受到了极大的关注，通过利用增益和损耗，不仅具有更丰富的物理，也提供了额外的自由度和对拓扑束缚态的主动控制。然而，基于波导阵列的研究主要集中在PT或反PT对称下的波函数拓扑，而对特征值谱拓扑及相关的非厄米趋肤效应（NHSE）研究有限。这种限制的产生主要源于非厄米性通常通过在位耗散来实现，而波导之间的耦合系数通常是厄米的和对称的，这使得实现NHSE所需的非互易耦合具有很大的挑战性。

柯少林老师提出利用波导扭曲来诱导NHSE来解决了这一问题。在光子耦合过程中扭曲引入的几何相位可有效地充当光子人工规范场。通过利用扭曲光波导来构造的耗散三角形晶胞Aharonov-Bohm链可将人工规范场与耗散相结合进而实现NHSE，并且通过调整扭曲强度来控制趋肤模式的局域化强度和方向。此外，该论文使用Majorana’s stellar representation（MSR）来表征拓扑边缘模式，并进一步提出了具有梯形晶胞的Aharonov-Bohm链可实现扭结的谱拓扑，这将导致双极化趋肤模和扩展模的同时出现。此工作为波导阵列中实现谱拓扑提供了新途径，并能够应用于控制光传输和局域。

相关成果发表于Appl. Phys. Lett. 123, 151101 (2023)，第一作者为2021级硕士研究生蒋闯，通讯作者为柯少林老师，武汉工程大学光学信息与模式识别湖北省重点实验室为第一单位。

图1 (a)扭曲波导阵列图。(b)紧束缚模型。(c)周期性边界条件下的复特征能谱。

论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0174465

（审稿 廖青）