【摘 要】
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在1998年,Bender首次提出宇称（Parity）-时间（Time）（PT）对称量子理论,解释了具有PT对称性的非厄密哈密顿量与实数能谱之间的关系,将量子力学的研究扩展到了非厄密范围。直到2007年Ganainy等人发现傍轴近似下的波动方程在形式上和量子力学中的薛定谔方程高度一致,由此将PT对称从量子力学引入到光学中,PT对称理论在光学领域得到了极大的发展。随后,根据PT对称相变条件,人们采用
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在1998年,Bender首次提出宇称（Parity）-时间（Time）（PT）对称量子理论,解释了具有PT对称性的非厄密哈密顿量与实数能谱之间的关系,将量子力学的研究扩展到了非厄密范围。直到2007年Ganainy等人发现傍轴近似下的波动方程在形式上和量子力学中的薛定谔方程高度一致,由此将PT对称从量子力学引入到光学中,PT对称理论在光学领域得到了极大的发展。随后,根据PT对称相变条件,人们采用各种方法对PT对称系统进行动态调控,如使用超导体氮化铌、相变材料Ge Te、石墨烯、光敏硅或改变入射光角度等。这些方法虽然能很好的实现PT对称相变,但在实验方面还是存在一定困难。结合上述原因,我们提出一种通过在开口环上滴加蛋白质溶液实现PT相变的方案。具体研究细节如下:1.本文主要设计了一种PT对称超表面系统,其单元由两个具有相同谐振频率但不同损耗系数的正交耦合的开口环谐振器（Split Ring Resonator,SRR）组成。与增益-损耗非厄密结构不同,本文中的超表面是一个全损耗的系统。2.与典型的改变超表面开口环谐振器的间距的方法不同,本文提出通过把不同浓度的牛血清白蛋白（Bovine Serum Albumin,BSA）溶液滴在超表面上的方法,实现PT对称相变。理论和实验结果表明,当在PT超表面上滴加不同浓度的BSA溶液时,PT系统的本征态将从EP（Exceptional Point）点的圆偏振态变为两个主轴沿±45°的椭圆偏振态,这表明系统发生了PT对称相变。3.此外,随着滴加的BSA溶液的浓度变化,测量样品所得的透射谱以及椭圆角也随之发生改变,且通过计算,系统的灵敏度为323 GHz/RIU,这表明该系统在生物传感器中具有潜在的应用价值。
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