如下圖所示該系統(tǒng)由一個單一的空間環(huán)路組成，其中兩個等效的偏振環(huán)路由循環(huán)的正交偏振態(tài)的光束構(gòu)成。為了實現(xiàn)PT（parity-time）對稱，在雙折射光路中通過控制PC1來調(diào)節(jié)正交偏振光波之間的相位延遲、功率比和耦合系數(shù)，通過控制耦合路徑中的PC2來調(diào)節(jié)激光閾值。PC:偏振控制器；Pol:偏振器；EDFA:摻鉺光纖放大器；OC:光耦合器；TOF:可調(diào)光濾波器。

近年來，宇稱時間對稱光子和光電子系統(tǒng)得到了廣泛的研究，取得了重大的基礎(chǔ)物理和技術(shù)成果。PT對稱系統(tǒng)的一個主要特點是在單模激光中有效地選擇模式，其中通常使用兩個幾何結(jié)構(gòu)相同的交叉耦合和空間分離的諧振腔。因此，在單模式和對稱模式之間存在一個強的增強型激光系統(tǒng)。然而，嚴(yán)格的要求不僅增加了結(jié)構(gòu)復(fù)雜度、成本高、易受環(huán)境擾動的影響，而且限制了片上器件的緊湊性。

在發(fā)表在《光科學(xué)與應(yīng)用Light Science & Applications》雜志上的一篇新論文中，由暨南大學(xué)光子學(xué)技術(shù)研究所廣東省光纖傳感與通信重點實驗室的Jiejun Zhang教授領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家提出了一種新的技術(shù)，旨在單個空間諧振器中實現(xiàn)PT對稱。通過控制空間諧振器的偏振相關(guān)響應(yīng)，可以調(diào)諧由正交偏振態(tài)光形成的兩個偏振環(huán)的局域本征頻率、增益、損耗和耦合系數(shù)，以實現(xiàn)PT對稱。極化PT對稱性概念的提出為實現(xiàn)非厄米光子系統(tǒng)開辟了新的途徑，在非厄米光子系統(tǒng)中可以使用各種光學(xué)參數(shù)，包括偏振、波長、橫模和光學(xué)角動量。

作為一個演示，基于這一概念的光纖環(huán)形激光器實現(xiàn)了無需使用高Q值濾光片的穩(wěn)定單模激光。采用極化分集的單光纖環(huán)路實現(xiàn)了PT對稱系統(tǒng)。實驗中，環(huán)形光纖激光器的腔長為41m，模間距為4.88mhz。利用極化PT對稱性可以有效地抑制邊模，抑制比大于47.9db。測量了環(huán)形光纖激光器的線寬為129khz，波長可調(diào)范圍為35nm。

在一個單物理光纖環(huán)路中，通過偏振控制器控制光的偏振狀態(tài)來實現(xiàn)偏振分集。摻鉺光纖放大器用于提供光增益。通過調(diào)節(jié)兩個偏振模的損耗、增益和耦合強度，實現(xiàn)了從輸出光譜中觀察到的PT對稱性。由于只需要一個物理環(huán)路，所以大大簡化了實現(xiàn)，因此只需要一個物理環(huán)路。

“測得的激光線寬為129kHz，由于腔內(nèi)長光纖對環(huán)境干擾的敏感性很高，因此該線寬被展寬�！彼麄冄a充說，“通過使用有源腔穩(wěn)定技術(shù)或隔離激光系統(tǒng)來抑制這些噪聲，線寬可以減小到2.4kh的洛倫茲線寬�！�

這項技術(shù)為在光子系統(tǒng)中實現(xiàn)非空間參數(shù)空間中的PT對稱提供了一個新的概念。不局限于極化參數(shù)空間，“我們可以通過構(gòu)造各種參數(shù)空間來采用這一概念。隨著物理結(jié)構(gòu)的簡化，這一概念可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域，以促進PT對稱機制的應(yīng)用，”研究人員總結(jié)道。

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