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人工合成空间中实现光子的局域以及光子的流传控制

文章出处:kb体育在线登录 浏览次数:发表时间:2021-11-25
本文摘要:导读 随着人造光子晶体的工艺不停地提高光成为传输信号的介质成为可能可是光子作为一种中性物质外界很难对其流传加以控制。本文在合成空间中构建了类Lieb晶格并使用等效磁流乐成的操控了光子的局域效应以及对光子的存储和流传举行有效的控制。

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导读

随着人造光子晶体的工艺不停地提高光成为传输信号的介质成为可能可是光子作为一种中性物质外界很难对其流传加以控制。本文在合成空间中构建了类Lieb晶格并使用等效磁流乐成的操控了光子的局域效应以及对光子的存储和流传举行有效的控制。

克日Laser & Photonics Reviews期刊在线刊发了上海交通大学的最新研究结果“Isolated Photonic Flatband with the Effective Magnetic Flux in a Synthetic Space Including the Frequency Dimension”。

该事情使用一维谐振环组成的系统结构了含频率维度的人工合成空间对环周长以及光电调制器调制频率的合理设计结构出类Lieb光子晶格结构并使用光电调制器所发生的相位差来模拟出作用于光子的等效磁流。该合成空间中的Lieb晶格置于等效磁流下可以使其能带结构发生带隙从而到达分散平带与色散能带的目的。光场在受到等效磁流作用下的合成晶格中流传时其伶仃平带所带来的局域效果显得更为突出从而可以通过打开或关闭调制器来到达操控光子存储以及流传的效应。上海交通大学研究生俞丹英为第一作者袁璐琦特别研究员为通讯作者互助者为上海交通大学陈险峰教授。

创新研究

图一 (a)谐振环系统。(b)使用谐振环系统结构而成的含频率维度的合成空间。

(c)使用光电调制器的发生的相位差使光子受到等效磁流的作用。

该事情使用谐振环系统结构出类Lieb晶格(图一(b))以及光电调制器(EOM)发生相位差从而使光子受到等效磁流的作用。在没有等效磁流的合成Lieb晶格中由平带导致的光场局域效应可以被外加的滋扰所破坏;然而当研究者加入等效磁流从而使平带与色散能带分散后引发于平带上的光场在外加有限滋扰下依旧可以保持较为良好的局域效果(图二(d)-(f))。

图二 (a)-(c)在合成空间中的类Lieb晶格中无等效磁流作用下光场的扩散模拟图。

(d)-(f)有等效磁流作用下光场的扩散模拟图。

图三(a)-(f)光波在差别时刻下的传输图像

该事情使用了Lieb晶格自己存在平带而且加入等效磁流来到达分散平带与色散能带的目的从而使光子在其中存储时有很好的局域效果。使用该局域效果可以有效的控制光子的流传行为。当在一维谐振腔阵列中输入向右传输的光场时一旦打开系统中的光电调制器的调制开关合成空间就在瞬间建设了起来光场在该类Lieb晶格中就被局域从而停止了流传。

而当关闭系统中光电调制器的调制开关时合成空间即恢复成了一维实空间而光子也将恢复继续向右流传(图三)。这项研究为以后有效控制光子的存储信息提供了重要的参考价值。

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此研究事情获得了国家自然科学基金(No. 11974245)、国家重点研究计划项目(No. 2018YFA0306301, 2017YFA0303701)、上海自然科学基金(No. 19ZR1475700)的支持。

来自: 九乡河 两江科技评论 撰稿| 俞丹英 江苏激光同盟转载


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