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导语
近日，一项发表于《Light: Science & Applications》的研究成果引发学界广泛关注(https://doi.org/10.1038/s41377-026-02354-x)。来自香港中文大学的研究团队首次将“连续域中的束缚态”（BIC）与“反宇称-时间对称”（anti-PT symmetry）两大物理学前沿概念深度融合，并在硅基集成光子平台上成功实现了实验验证。这项突破不仅为非厄米物理的研究开辟了全新路径，更为高灵敏度传感、慢光效应和拓扑光子学等应用带来了颠覆性可能。
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核心内容
团队提出了一种极具创意的方案：利用两个耦合的准BIC波导，构成一个二元系统，从而实现反PT对称。其核心创新在于：
无需外加损耗材料：准BIC本身固有的辐射损耗作为非厄米项，避免了金属引入带来的副作用。
热光效应精准调控：在波导两侧沉积钛金属加热条，通过施加不同电功率密度（ΔP_in）产生温度梯度，进而改变波导有效折射率差（Δn），驱动系统跨越例外点。
硅基CMOS兼容工艺：所有器件均在220nm SOI晶圆上制备，完全兼容商业化半导体制造流程。
实验结果令人惊艳：在波长1586nm处，当ΔP_in达到约0.59mW/μm时，系统两个本征模式的虚部完全收敛——这正是系统抵达例外点的明确标志。此时，系统的群折射率可超过40，慢光效应显著增强。
更令人振奋的是，该团队进一步证明了该系统具有极高的制造容差性。即使两个波导宽度不同（即存在几何不对称），只要满足特定条件，系统仍可在例外点工作。这意味着，在实际制造中常见的加工误差，并不会破坏反PT对称性。
此外，研究团队还在三维参数空间（w₁,w₂,g_wg）中构建了一维例外曲线，并实验演示了环绕该曲线时的手征动力学——前向传播光主要从输出端口2输出，后向传播则主要从端口1输出，实现了非对称光传输。这一拓扑效应在宽带范围内均成立，极具应用前景。
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研究意义
1.打破边界，开辟非厄米物理新范式
本研究首次将连续域束缚态与反PT对称性在同一平台上实现统一，打破了传统上这两个物理概念之间的壁垒。正如论文所述：“Breaking the boundary between BICs and (anti-)PTsymmetric systems”——这一方法论可推广至声学、力学、电子学、冷原子等其他物理领域，为更广泛的非厄米物理研究提供了通用框架。
2.无需金属损耗，解决长期实验难题
传统的（反）PT对称系统通常需要引入金属等损耗材料，但金属会改变波导的折射率分布，使得例外点难以精确定位。本研究利用准BIC的固有辐射损耗作为非厄米项，完全避免了这一副作用，为实现纯净的非厄米物理提供了理想平台。
3.制造容差性，推动实际应用
光子芯片的制造误差一直是制约其大规模应用的关键瓶颈。本研究所展示的高容差性——即使波导宽度存在差异，系统仍可工作在例外点——极大地降低了制造门槛，为后续产业化奠定了基础。
4.慢光效应，赋能光信息处理
群折射率超过40的慢光效应，可在光延迟线、光缓存、光信号同步等领域发挥重要作用。相比传统慢光方案（如光子晶体、电磁诱导透明），本方案的硅基集成性和宽带工作能力具有明显优势。
5.拓扑光子学新平台
手征动力学和非对称光传输的实现，为拓扑光子学提供了新的实验平台。这一机制可用于构建光隔离器、光循环器等非互易器件，且具有全固态、可调谐、CMOS兼容等优点。
6.超高灵敏度传感
例外点附近系统对微扰极其敏感（响应正比于√δ），可用于超高灵敏度的生物传感和环境监测。相比传统传感方案，基于例外点的传感可将灵敏度提升数个量级。
图1：基于准连续域束缚态（quasi-BICs）构建反PT对称系统
图2：反PT相变的实验观测
图3：系统在例外点（EP）工作时的慢光效应
图4：反PT对称性自发保持的实验观测
图5：动态环绕例外曲线的实验观测
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