Dynamisk ringresonator tilbyder nye muligheder inden for syntetisk frekvensdimension

Syntetiske dimensioner i fotonik tilbyder spændende nye måder at manipulere lys på, til at studere fysiske fænomener med eksotiske forbindelser og udforske højere-dimensionel fysik. Dynamisk modulerede ringresonatorsystemer, hvor resonanstilstande er koblet til at konstruere en syntetisk frekvensdimension, kan give stor eksperimentel fleksibilitet og rekonfigurerbarhed.

Konstruktion af komplekse syntetiske gitter, såsom Lieb-gitre og honeycomb-gitre i flere ringe, vil føre til rige muligheder for at udforske eksotiske fysiske fænomener, der i øjeblikket kun eksisterer i det teoretiske område, såsom paritet-tidsfaseovergang i ikke-hermitiske systemer og højere -rækkefølge topologier. Mod eksperimentel konstruktion af mere komplicerede multiringgitter er det et vigtigt skridt at skabe syntetiske frekvensrumssystemer i to ringe af forskellig længde.

Som rapporteret i Avanceret fotonik , et team af forskere fra Shanghai Jiao Tong University konstruerede for nylig et syntetisk stubgitter langs frekvensdimensionen. De brugte to koblede ringe af forskellig længde, mens den større ring gennemgik dynamisk modulering. Deres undersøgelse, som var den første sådanne eksperimentelle demonstration, observerede og verificerede de iboende fysiske egenskaber af sådanne gittere, især den naturlige eksistens af det flade (dispersionsløse) bånd. De observerede også tilstandslokaliseringen nær det flade bånd. Sådanne flade bånd i det syntetiske rum kan yderligere modificeres ved at indføre langtrækkende koblinger i moduleringen, som muliggør overgange fra flade til ikke-flade bånd, for dynamisk lysstyring.

Ved selektivt at vælge input- og outputporte til excitationer og transmissionsmålinger var de desuden i stand til at observere distinkte båndstrukturmønstre. Sådanne resultater adskiller sig bemærkelsesværdigt fra tidligere værker om fladbåndsfysik. De afslører, at signaler i systemet kan bære optisk information fra superpositionstilstande i syntetiske frekvensdimensioner.

Denne demonstration af eksotisk lysmanipulation kan muliggøre væsentlige anvendelser af optisk kommunikation i fiberbaserede eller on-chip resonatorer. Arbejdet er også potentielt en væsentlig milepæl:Konstruktion af stubgitteret i to koblede ringe af forskellig længde beviser den eksperimentelle gennemførlighed af at forbinde flere ringe af forskellige typer for at konstruere komplekse gitter ud over linje- eller kvadratisk geometri i det syntetiske rum. Forfatterne forudser, at deres resultater kan bane vejen for fremtidig eksperimentel realisering af tidligere teoretiske forslag. + Udforsk yderligere

Den eksperimentelle demonstration af topologisk spredning i fotoniske resonatorer