Abordagem semelhante à mecânica quântica com Hamiltonianos efetivos não-Hermitianos em cavidades ópticas acopladas spin-órbita

Apresentamos um modelo analítico abrangente de estados ressonantes em microcavidades birrefringentes com espelhos permeáveis. Derivamos um Hamiltoniano fotônico efetivo e não-Hermitiano que descreve a dispersão dos modos de cavidade e os tempos de vida modal aplicando a técnica da função de Green baseada na expansão de Mittag-Leffler em relação aos estados ressonantes e na teoria de perturbação k conhecida da física dos semicondutores. Usando este formalismo, obtivemos resultados que podem ser interpretados como acoplamento spin-órbita dos modos de cavidade efetivos. Utilizamos este método para derivar o Hamiltoniano de dois modos para descrever as propriedades da luz na cavidade, o que reduz significativamente o esforço computacional e captura adequadamente a polarização dos modos próprios. Isso é feito introduzindo as correções necessárias à matriz de Hamiltoniano e modificando os modos de base resultantes do acoplamento com outros modos ópticos presentes no sistema. Este Hamiltoniano simplificado nos permite determinar as posições de pontos excepcionais no espaço de momento. Esses pontos estão conectados por arcos de Fermi e aparecem devido à não-Hermiticidade e à simetria PT.