文章标题为“SiNx微环谐振器与Mie散射体的非对称背散射”，描述了通过单个Mie散射体能够在不出现模式分裂的情况下获得非对称背散射的硅氮化物（SiNx）微环谐振器。文章中介绍了散射作为光与物质相互作用的一种基本形式，主要由折射率分布的不均匀性引起。研究了微谐振器与瑞利散射体的相互作用，因为这种相互作用可以用于检测纳米粒子和生物分子。当有瑞利散射体位于微谐振器的消逝场时，微谐振器上的简并模式会分裂，而由于反向传播波的耦合，传播波会转化为驻波。当存在两个瑞利散射体时，散射体的大小和相对位置可能会影响模式分裂。通过改变散射体的参数，可以使系统达到特殊点（EP），在特殊点，分裂模式会再次简并，由于背散射波的建设性干涉，可以获得旅行波。此外，由于开放系统的非厄米性，可以观察到非对称背散射。文章中还提到了更多散射体的效果。
根据给出的内容，本文将详细解释以下知识点：
1. 微环谐振器与散射体的相互作用
微环谐振器是一种特殊的光子学器件，其中光波在微小的环形路径中传播，并可以利用其高Q值和小体积实现低阈值的激光发射、光学滤波和传感等多种功能。当微环谐振器与散射体相互作用时，散射体的存在会影响微环中的光场分布，从而改变其光学特性。对于瑞利散射体而言，它们在微环的消逝场中会导致模式分裂，进而影响谐振器的传输特性。
2. Mie散射理论
Mie散射理论是处理均匀球形粒子的散射问题的理论基础。与瑞利散射主要在光波长尺度的粒子上适用不同，Mie散射适用于任何大小的球形粒子，包括大于、等于或小于光波长的粒子。在微环谐振器的研究中，利用Mie散射体能够更全面地研究光散射现象，因为它不仅考虑了散射体的尺寸效应，而且还能解释为什么在某些条件下，散射体可引起模式分裂或非对称背散射。
3. 模式分裂与模式简并
模式分裂是指原本简并（即频率相同）的模式由于某种物理效应而分裂成不同的频率模式。模式简并则是指在没有外在干扰的情况下，由于系统对称性的原因，多个模式具有相同的频率。在微环谐振器中，引入散射体可能会打破这种简并状态，导致模式分裂。相反地，如果系统参数调整得当，可以重新达到模式简并，即在特殊点，分裂的模式可以通过建设性干涉重新获得相同的频率。
4. 非对称背散射与非厄米性
非对称背散射是指在谐振器中的光波传播过程中，背向散射的光在不同方向上的强度存在差异。这种现象通常与系统的非厄米性有关。非厄米系统是指系统中包含了损耗或者增益，因此，系统的哈密顿量不再满足厄米性质。这导致了系统的本征态不正交，进而在特定条件下观察到非对称的光学响应。
5. 特殊点（EP）现象
特殊点（Exceptional Points，EP）是量子力学和光子学系统中一种有趣的现象，它表明了系统的相空间中的一个特定点，在这个点上系统的多个本征值和相应的本征态合并。在微环谐振器的研究中，特殊点的概念被用来描述模式分裂和简并转换的特殊条件。当系统的参数变化导致达到EP时，系统表现出一些独特和可预测的光学行为，如可观察到的背散射波的干涉增强。
6. 散射体参数调整的影响
在微环谐振器的设计中，通过改变散射体的大小、形状或相对位置，可以精细调控系统中的光学模式和背散射特性。例如，通过优化瑞利散射体的尺寸和位置，可以控制模式分裂的程度，以及谐振器的传输特性和消光比。此外，当散射体数量增加时，系统的行为变得更加复杂，多散射体的效应可能导致更复杂、更丰富的光学现象，例如模式间的强耦合和多模式简并现象。
7. 实验验证与数值模拟
文章中提到利用模拟和实验的结果都证实了单个Mie散射体能够在不出现模式分裂的情况下获得非对称背散射，这表明理论研究和数值模拟与实验观察之间具有很好的一致性。这强调了在进行光学器件的深入研究和设计时，理论和实验研究相辅相成的重要性。
通过这些详细的解释，我们可以了解硅氮化物微环谐振器与Mie散射体相互作用的物理机制、特殊点现象、散射体参数调整的影响以及实验与数值模拟在光学研究中的应用。
