光学损耗调制诱导非厄米拓扑结构的实验观测

来自可重构集成光子平台的研究人员通过实验证实，在拓扑平庸系统中仅通过光学损耗调制即可产生非厄米拓扑特征。该研究实现了具有纯虚数势的非厄米Aubry–André–Harper（AAH）模型，揭示了由损耗工程诱导的拓扑边缘态及其抗无序特性，为拓扑激光器和传感器设计提供了新范式。

　　

在自然界和人工系统中，非厄米性(non-Hermiticity)与拓扑特性的相互作用一直是前沿课题。这项突破性研究通过可编程集成光子芯片，首次实验验证了仅凭光学损耗调制就能催生拓扑现象的神奇效应——即便在传统意义上拓扑平庸的系统中，精心设计的损耗分布也能孕育出受拓扑保护的边缘态(edge modes)。

研究团队构建了具有纯虚数势的非厄米版Aubry–André–Harper（AAH）模型，这个著名的量子模型在光子平台上焕发了新生。通过灵活调控周期性/准周期性损耗构型，科学家们不仅观测到拓扑边缘态的自发涌现，还发现这些态对各类无序扰动展现出惊人鲁棒性。这项工作犹如打开了一扇新窗口，证明损耗工程(loss engineering)可以成为创造拓扑特性的独立机制，为开发新一代拓扑光子器件(topological photonic devices)提供了颠覆性思路。

特别值得注意的是，该发现突破了传统拓扑系统必须依赖厄米(Hermitian)结构调制的限制，将非厄米物理从"干扰因素"提升为"设计工具"。这种范式转换对实现高灵敏度光学传感器和稳定输出的拓扑激光器(topological lasers)具有深远意义，或许未来我们能用"可控损耗"这种特殊材料，编织出更多奇妙的量子光学织物。