實驗名稱：非厄米緊束縛模型實驗

實驗內(nèi)容：本實驗構(gòu)建一個簡單的非厄米緊束縛模型，來探索聲學復能帶的拓撲編織與相變。為實現(xiàn)聲學非厄米性，我們在雙空腔-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)控單向耦合強度，后者模擬晶格動量，進而在合成維度空間產(chǎn)生一系列拓撲復能帶鏈環(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：聲學超材料

測試設(shè)備：ATA-2022H高壓放大器，聲源，移相器，麥克風等。

圖1：非厄米緊束縛模型實驗裝置圖

實驗過程：我們用一個外部電路來產(chǎn)生幅值和相位同時可調(diào)的非互易復數(shù)耦合，其原理是：1號空腔內(nèi)的聲場由麥克風D2拾取，經(jīng)功率放大器放大和移相器調(diào)相后，由揚聲器S2輸出至2號空腔。由于麥克風和揚聲器的單工特性，2號空腔內(nèi)的聲場無法通過外部電路耦合到1號空腔。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行調(diào)控。

實驗結(jié)果：

圖2：非厄米緊束縛模型實驗結(jié)果

固定功率放大器的增益G=5.5，并逐點調(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，得到兩條聲學復能帶結(jié)構(gòu)，此時兩條能帶互不干擾，對應(yīng)平凡鏈環(huán)。當增大功率放大器的增益G至8.5，相位同樣變化一圈時，相應(yīng)地，兩條復能帶動量區(qū)間內(nèi)編織1次，實現(xiàn)平凡扭結(jié)。

功率放大器推薦：ATA-2022B高壓放大器

圖：ATA-2022B高壓放大器指標參數(shù)

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審核編輯 黃宇