研究报告观测到非线性偏折状态
发布时间：2023-09-04 10:01:29 阅读数： 87
在具有不同旋转对称性的偏振阵列中，用高斯输入光束激发非线性偏振态。输出光束被很好地定位在属于偏折核心的位点上。六边形表示结构的单元格，椭圆形表示位点。资料来源：Yiqi Zhang 和 Y. V. Kartashov
高阶拓扑绝缘体是一种能够支持拓扑保护态的不寻常材料。最近发现的分离态也属于高阶拓扑态，但被束缚在高阶拓扑绝缘体的分离缺陷边界上，可以利用体-分离对应原理进行预测。
迄今为止，人们只在线性机制中观察到拓扑分离状态，而对分离系统中非线性和拓扑之间的相互作用还从未进行过实验研究。
在发表于《光：科学与应用》（Light: Science & Applications）杂志上发表的一篇新论文中，由俄罗斯科学院光科学研究所教授雅罗斯拉夫-V. Kartashov 教授和中国西安交通大学物理电子学与器件教育部重点实验室暨陕西省信息光子技术重点实验室的张毅琦教授领导的科学家团队在《光：科学与应用》（Light: Science & Applications）杂志上发表的新论文中，首次利用 fs 激光写入技术，在刻在透明光学介质中的具有五边形或七边形辐辏核的波导阵列中观测到了非线性光子辐辏态。
当高斯输入光束聚焦到属于阵列辐辏核心的波导中时，非线性辐辏态可以被高斯输入光束有效激发。它们的空间定位可由输入光束功率控制。此外，还研究了这些带偏折的结构中的角态和边态。
由于折射态的紧凑性，它们有利于增强非线性效应和实现稳定的激光。此外，披露晶格还可用于设计各种非线性拓扑功能器件。
例如，受结构离散旋转对称性的限制，披露晶格可用于实现不同涡度状态下的激光。此外，由于在这些系统中，析出态与拓扑角态共存，人们有可能观察到这两种不同拓扑模式下的激光切换。
由于周期性阵列的特定变形而获得的非周期性结构中出现的分离态与之前考虑的高阶绝缘体几何结构有很大不同，因为具有分离态的系统可能具有与晶体对称性不相容的离散旋转对称性，而且无法在具有周期性块体的普通高阶绝缘体中实现。
在具有离散旋转对称性的结构中研究非线性效应和拓扑结构的相互作用，可以为深入研究高阶拓扑态的行为和应用开辟一条新途径。这些科学家对研究结果进行了总结：
"非线性离散态为研究具有离散态的拓扑系统中的非线性效应开辟了新的前景，并可能激发开发紧凑型光学功能器件的新思路"。
"作者补充说："这些结果与不同的科学领域都有关系，包括玻色-爱因斯坦凝聚态和极子凝聚态，在这些凝聚态中，可以产生具有离散性的电位。
参考资料
Boquan Ren et al, Observation of nonlinear disclination states, Light: Science & Applications (2023). DOI: 10.1038/s41377-023-01235-x
本文由光电查搜集整理，未经同行评议，请自行判断可信度。仅供学习使用。
