實(shí)驗(yàn)名稱：非厄米緊束縛模型實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：本實(shí)驗(yàn)構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的非厄米緊束縛模型，來(lái)探索聲學(xué)復(fù)能帶的拓?fù)渚幙椗c相變。為實(shí)現(xiàn)聲學(xué)非厄米性，我們?cè)陔p空腔-管道結(jié)構(gòu)中引入非互易耦合，其由功率放大器與移相器調(diào)制。前者調(diào)控單向耦合強(qiáng)度，后者模擬晶格動(dòng)量，進(jìn)而在合成維度空間產(chǎn)生一系列拓?fù)鋸?fù)能帶鏈環(huán)和扭結(jié)，包括單一鏈環(huán)、單一扭結(jié)、霍普夫鏈環(huán)和三葉草扭結(jié)等。

研究方向：聲學(xué)超材料

測(cè)試設(shè)備：ATA-2022H高壓放大器，聲源，移相器，麥克風(fēng)等。

圖1：非厄米緊束縛模型實(shí)驗(yàn)裝置圖

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：我們用一個(gè)外部電路來(lái)產(chǎn)生幅值和相位同時(shí)可調(diào)的非互易復(fù)數(shù)耦合，其原理是：1號(hào)空腔內(nèi)的聲場(chǎng)由麥克風(fēng)D2拾取，經(jīng)功率放大器放大和移相器調(diào)相后，由揚(yáng)聲器S2輸出至2號(hào)空腔。由于麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器的單工特性，2號(hào)空腔內(nèi)的聲場(chǎng)無(wú)法通過(guò)外部電路耦合到1號(hào)空腔。非互易耦合的幅值和相位可分別由功率放大器的增益和移相器的相位進(jìn)行調(diào)控。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖2：非厄米緊束縛模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果

固定功率放大器的增益G=5.5，并逐點(diǎn)調(diào)節(jié)移相器的相位，擬合聲壓傳輸響應(yīng)數(shù)據(jù)得到非互易耦合在復(fù)空間的變化。將擬合得到的參數(shù)代入到哈密頓量中求解本征值，得到兩條聲學(xué)復(fù)能帶結(jié)構(gòu)，此時(shí)兩條能帶互不干擾，對(duì)應(yīng)平凡鏈環(huán)。當(dāng)增大功率放大器的增益G至8.5，相位同樣變化一圈時(shí)，相應(yīng)地，兩條復(fù)能帶動(dòng)量區(qū)間內(nèi)編織1次，實(shí)現(xiàn)平凡扭結(jié)。

功率放大器推薦：ATA-2022B高壓放大器

圖：ATA-2022B高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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審核編輯 黃宇