腔磁子学是近年来快速发展的前沿交叉领域，它利用光子与磁性材料中自旋激发（磁子）之间的强耦合，为操控量子态、探究非线性现象及构建混合量子系统提供了理想平台。其中，具有显著非线性效应的克尔磁子（如钇铁石榴石YIG球体中的磁子）尤为引人注目，可用于研究双稳态、纠缠增强等一系列新奇物理效应。然而，在量子信息处理和集成微波光子学中，非互易器件（如隔离器、环行器）至关重要，它们能保证信号单向传输，防止反射干扰。如何基于磁子系统，实现一种参数高度可调、工作条件宽松的非互易器件，一直是该领域面临的关键挑战。

为解决上述挑战，研究团队提出了一种耦合非线性腔磁子体系，通过调节多种系统参数来实现高度可调的磁子非互易性。

该系统由一个嵌入二阶非线性元件的腔体与另一个容纳钇铁石榴石（YIG）球体的腔体耦合而成，该YIG球体支持克尔磁子（即具有克尔非线性效应的磁子）。我们首先在无磁子驱动场的情况下，解析推导了系统在互易性与非互易性之间切换的临界条件。具体而言，当满足该条件时，系统表现出磁子互易性；而打破该条件则导致磁子非互易性。这源于克尔非线性效应实质上违反了洛伦兹互易定理。随后，我们通过数值模拟证明，通过调节光子-光子耦合强度、非线性元件系数或两者同时调控，均可实现高度可调谐的强磁子非互易性。

最后，我们表明即使在不破坏临界条件的情况下，外部磁子驱动场也能通过对系统参数的精细调控诱导出强磁子非互易性。

与先前研究相比，我们的结果表明：所引入的非线性元件不仅能在弱耦合与强耦合区间内放宽临界条件，还为操控和实现磁子非互易性提供了新途径。因此，本研究为实现基于克尔磁子的非互易器件提供了一个高度可控的平台，有望在非线性腔磁子学中获得广泛应用。

该工作于2025年12月16日在线发表于中科院一区TOP期刊《Chaos, Solitons and Fractals》上，数理学院熊伟博士为第一作者，陈姣姣博士为通讯作者，研究生龚媛、李转霞、本科生吴英霞、程艳雪参与了该工作。本工作得到了浙江省自然科学基金、浙江省重点研发项目（尖兵领雁）、以及国际量子研究院开放课题资助。

论文细节请见 //www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960077925017916?dgcid=author