Gap-solitoner bryder endimensionelle sammenhængende atomsystemer

Som kernen i lysfeltsmodulationsteknologierne, optisk gitter har høj tunability og bruges normalt til at manipulere de ikke-lineære stofbølger af Bose-Einstein-kondensat (BEC). På nuværende tidspunkt mainstream-forskningen fokuserer på sammenhængende atomsystemer som BEC'er, som er blevet bekræftet at være i stand til stabilt at generere optiske solitoner under elektromagnetisk induceret transparens (EIT) mode. Imidlertid, relaterede undersøgelser er begrænset til det periodiske fysiske system i én dimension.

En forskergruppe ledet af prof. Dr. Zeng Jianhua fra Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS) har udvidet det til todimensionelt (2D). Resultaterne blev offentliggjort i Kommunikation i ikke-lineær videnskab og numerisk simulering.

Med den ikke-lineære Schrödinger-ligning afledt af Maxwell-Bloch-ligningerne, forskerne har skabt en sammenhængende atomgas fanget af 2D optiske gitter. I den gas, EIT fungerer og kan teoretisk generere solitioner i et sammenhængende system.

De lavede derefter simuleringer og udledte vitale karakteristika for 2D lokaliserede spaltetilstande i forbudte båndgab i det underliggende lineære Bloch-bølgespektrum. Ved hjælp af en lineær stabilitetsanalyse, forskerne fandt ud af, at stabilitetsområderne for de 2D-lokaliserede mellemrumstilstande altid dukkede op i midten af ​​forbudte båndgab i indstillingens underliggende lineære båndgabstruktur, hvorimod ustabile lokaliserede spaltetilstande kunne genereres nær kanterne af det første og andet endelige båndgab.

I 2D-lokaliseret mellemrumstilstand lavt gitter, spaltehvirvelen genereret indeni kunne ikke forblive stabil, men det kunne blive stabilt ved modulering af gitteret.

I betragtning af den hurtige udvikling af den optiske gitterteknik og EIT-relateret teknik, forskerne troede, at blandingen af ​​disse to snart ville gå i opfyldelse. Og på det tidspunkt, lokaliserede mellemrumstilstande, som forudsagt i dette arbejde, kunne observeres i laboratoriet.