Non-Hermitan degeneracies, also known as exceptional points (EPs) have been the center of much interest
due to its unique branch point topology and defective eigenspace. However, despite much interesting
phenomena with EPs, not much work has been done yet in a controllable manner. Here, we demonstrate
electrical access to the EP in only single non-Hermitian metasurface via asymmetric control of loss in
the comprising SRR modes. Electrostatically tuned graphene is utilized to provide a perturbation to the
SRR modes resulting in changes in the dissipation rate. By mapping out the eigentransmission surface
as a function of frequency and graphene Fermi energy, a branch point singularity corresponding to the
EP is observed. Furthermore, the coalescence of eigenstates at the EP is veri ed by plotting the transmission
eigenstates on a Poincare sphere. Our results provide various applications such as asymmetric
transmission and EP-locked sensor for terahertz conductive materials.
특이점이라고 알려진 논허미시안 축퇴점에 대한 연구는 특이한 분지점의 토폴로지와 부족 고유공간과 관련해서 많은 관심을 끌어왔다. 하지만 특이점 주변의 흥미로운 현상에도 불구하고 논허미시안 특성을 구현하는 광학 시스템에서의 특이점 연구는 제어 관점에서 탐구하기가 어려웠다. 본 연구에서는 두 개의 끊어진 고리 형태의 메타 원자로 구성된 메타표면과 패턴된 그래핀을 결합하여 투과행렬에서 정의되는 특이점 주변의 투과 특성을 전기적인 방식으로 탐구하고자 한다. 정전기적 방식으로 변조되는 그래핀은 끊어진 고리 메타 원자의 손실에 섭동을 줄 수 있다. 따라서 여차원이 2인 논허미시안 축퇴점인 특이점은 2차원 투과행렬을 정의하는 변수들 중에 입사하는 전자기파의 주파수와 손실이라는 두 개의 변수를 제어하여 찾을 수 있다. 따라서 게이트 전압에 따라 손실을 변조하고 테라헤르츠 시간영역 분광법을 이용해 해당하는 스펙트럼을 얻어 2차원의 변수 공간 상에서 특이점을 관측 할 수 있었다. 게다가 특이점에서의 고유상태의 병합은 푸앙카레 구 상에서 투과 고유 편광 상태를 사상하여 구체화할 수 있다. 전기적인 방식으로 2차원 논허미시안 투과행렬에서 정의된 특이점 주변의 특이한 투과 특성을 분석한 것을 바탕으로 비대칭 투과의 전기적 제어 및 특이점 주변에서의 고민감도 특성을 이용하여 테라헤르츠 광특성을 가진 물질의 검출의 응용을 제공할 수 있다.
