這個實現電磁波非互易性傳輸的新方法是光子學和微波技術發展中很重要的一步。英文原文鏈接[1]
由阿爾托大學（Aalto University）領銜的研究小組通過在時間維度周期性地改變材料的性質，發現了一種新的、簡單的打破電磁世界中的互易定律的方法[2]。這一突破有助于高效地設計非互易性器件，如隔離器、循環器等，這些器件對于下一代的微波、光學通信系統是至關重要的。
當我們通過窗戶看街上的鄰居，鄰居也可以通過窗戶看見我們，這就叫做互易性，它是自然界中很基本的物理現象。兩個源之間的電磁波傳輸總是受互易性定律支配著：如果信號源A發出的信號可以被源B接收，那么信號源B發出的信號同樣可以被源A接收。
來自阿爾托大學（Aalto University）、斯坦福大學（Stanford University）、瑞士聯邦理工學院（Swiss Federal institute of technology in Lausanne, EPFL）的研究人員已經成功證明如果傳輸介質的性質在時間上是周期變化的，那么互易性定律是可以被打破的。傳輸介質就是可見光或其它波段的電磁波從一處傳播的另一處所經過的材料。該研究成果發表在2020年12月22日出版的Physical review letters學術期刊上。
研究小組理論上證明了，如何材料被設計成非對稱的結構；同時，它的物理性質隨時間變化，由源A產生的信號可以被源B接收，其他的路徑則不行。這表現出很強的非互易性，因為源B產生的信號不能被源A接收。
“這對于物理以及工程領域都是一個里程碑式的成果。在很多應用中，我們只要光有單方向的透過性，比如穩定的激光操作和未來的通信系統（高信道容量的全雙工系統）”阿爾托大學（Aalto University）的博士后研究人員Xuchen Wang說。
其實，最主要的是該篇文章提出一個雙各向異性時間調制系統的概念，它可以實現非互易性的波傳輸，而且是單純地基于均勻地時間調制。沒有時間調制，該雙各向異性還是互易的。通過分析波在無界雙各向異性時調制介質中的傳播，從理論上解釋了非互易效應。這種效應源于空間色散效應的時間調制，而迄今為止基于局域介電常數描述的研究還沒有考慮到這一點。
之前，獲得非互易性效應需要需要額外的偏置磁場，這使器件很笨重，溫度穩定性差，很難兼容其他系統。這個新的發現提供一種簡單、結構緊湊的方式去打破電磁傳播的互易性，不再額外需要笨重的磁鐵了。
該研究提供了一種簡單的方式去實現信號的單向傳輸以及放大等，這對于未來的信息傳輸等領域有著很重要的地位。
-
Aalto University. "Researchers develop new way to break reciprocity law." ScienceDaily. ScienceDaily, 23 December 2020. www.sciencedaily.com/releases/2020/12/201223125741.htm.](http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.266102) ?
-
X. Wang, G. Ptitcyn, V.?S. Asadchy, A. Díaz-Rubio, M.?S. Mirmoosa, Shanhui Fan, S.?A. Tretyakov. Nonreciprocity in Bianisotropic Systems with Uniform Time Modulation. Physical Review Letters, 2020; 125 (26) DOI: 10.1103/PhysRevLett.125.266102 ?
