ATA-2022B高压放大器在实现非厄米声学能带编织中的关键驱动作用

实验名称：非厄米紧束缚模型实验

实验内容：本实验构建一个简单的非厄米紧束缚模型，来探索声学复能带的拓扑编织与相变。为实现声学非厄米性，我们在双空腔-管道结构中引入非互易耦合，其由功率放大器与移相器调制。前者调控单向耦合强度，后者模拟晶格动量，进而在合成维度空间产生一系列拓扑复能带链环和扭结，包括单一链环、单一扭结、霍普夫链环和三叶草扭结等。

研究方向：声学超材料

测试设备：ATA-2022H高压放大器，声源，移相器，麦克风等。

图1：非厄米紧束缚模型实验装置图

实验过程：我们用一个外部电路来产生幅值和相位同时可调的非互易复数耦合，其原理是：1号空腔内的声场由麦克风D2拾取，经功率放大器放大和移相器调相后，由扬声器S2输出至2号空腔。由于麦克风和扬声器的单工特性，2号空腔内的声场无法通过外部电路耦合到1号空腔。非互易耦合的幅值和相位可分别由功率放大器的增益和移相器的相位进行调控。

实验结果：

图2：非厄米紧束缚模型实验结果

固定功率放大器的增益G=5.5，并逐点调节移相器的相位，拟合声压传输响应数据得到非互易耦合在复空间的变化。将拟合得到的参数代入到哈密顿量中求解本征值，得到两条声学复能带结构，此时两条能带互不干扰，对应平凡链环。当增大功率放大器的增益G至8.5，相位同样变化一圈时，相应地，两条复能带动量区间内编织1次，实现平凡扭结。

功率放大器推荐：ATA-2022B高压放大器

图：ATA-2022B高压放大器指标参数

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审核编辑 黄宇