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具有光学损耗优势
更新时间:2019-04-26 11:19:32    来源:https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.120.063902    作者:刘振娟    点击:924次

光学拓扑绝缘体显示出可以用来减少光波导散射损耗的边缘状态



通过光纤或波导的光常常因材料中的缺陷而散射。减少这些损失的一种可能方法是使用光学等效拓扑材料。这种光学拓扑绝缘体可以使光沿着其边缘移动,从而减少散射,就像传统的拓扑绝缘体允许电子沿其边缘更自由地移动一样。来自宾夕法尼亚州立大学帕克分校(The Pennsylvania State University, University Park)Jiho Noh和他的同事们利用蜂窝阵列的窄波导构建了一种光学拓扑绝缘体。这种结构利用了所谓的-霍尔边缘态,易受某些形式的散射影响,但在光子应用中比其他拓扑结构更实用。

    谷边缘状态发生在动量分布能量极小的系统中,称为“谷”,“每个谷都有一个对应的量子数,它可以被视为一种自旋”。因此,-霍尔边缘态与拓扑自旋霍尔边缘内态相似,它们自发地出现在不同谷数区域的边界上。之前的工作已经为特殊工程二维材料中的电子生成了-霍尔边缘态

   对于他们的光学系统,Jiho Noh等人在波导中创建了一个折射率模式,该折射率模式为阵列的顶部和底部产生了不同的谷态。他们通过一个与阵列其余部分弱耦合的侧通道发射光。在适当的条件下,这些光中的一部分出现在波导的顶部和底部区域之间的边界上——这与谷边缘状态的预测相匹配。虽然其他类型的边缘态能更有效地减少散射,但-霍尔边缘态的优点是不具有打破时间反转对称性的挑战性要求。

This research is published in Physical Review Letters.

–Michael Schirber

Michael Schirber is a Corresponding Editor for Physics based in Lyon, France.



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