Фотонный волновод без изолятора достигает 100% пространственной эффективности
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Исследователи продемонстрировали фотонный волновод без изолятора, который достигает 100% пространственной эффективности при сохранении устойчивого однонаправленного распространения света. Конструкция использует гиромагнитные фотонные кристаллы сотовой структуры для создания четырёх неэквивалентных долинных полуполуметаллов, расположенных параллельно, что обеспечивает многополосные однонаправленные моды. Этот прорыв устраняет традиционный компромисс между топологической устойчивостью и пространственным размером.
Конструкция
Архитектура волновода сочетает нарушение временной и инверсионной симметрии в гиромагнитных фотонных кристаллах сотовой структуры. Это даёт четыре неэквивалентных фотонных долинных полуполуметалла на критических границах перехода между тривиальной и черновской фазами изолятора. Четыре структуры расположены в параллельной циклической конфигурации, где каждая область действует как долинно-селективный волновод и топологический барьер для другой долины в соседних областях.
Экспериментальные результаты
Экспериментальные и теоретические результаты показывают, что многополосная конфигурация преобразует обычные краевые состояния в плотно упакованные однонаправленные моды большой площади. Эти моды демонстрируют чередующуюся однонаправленность в четырёх областях и сохраняют устойчивость даже при произвольных резких изгибах и значительных изменениях формы. Подход достигает 100% пространственной эффективности, что является значительным улучшением по сравнению с традиционными конструкциями на основе топологических изоляторов.
Что дальше
Исследователи планируют изучить интеграцию этой архитектуры в сверхкомпактные фотонные схемы для высокоплотной оптической связи. Остаётся неясным, можно ли масштабировать конструкцию для работы на телекоммуникационных длинах волн или интегрировать с существующими платформами кремниевой фотоники.
1 источник
Фотонный волновод без изолятора достигает 100% пространственной эффективности
