Les isolants topologiques d’ordre supérieur sont des matériaux inhabituels qui peuvent prendre en charge des états topologiquement protégés. Les états de révélation récemment découverts appartiennent également à la classe des états topologiques d’ordre supérieur, mais sont liés à la limite du défaut de révélation de l’isolant topologique d’ordre supérieur et peuvent être prédits à l’aide du principe de correspondance de révélation globale.
Jusqu’à présent, les états de divulgation topologique n’ont été observés que dans le régime linéaire, tandis que l’interaction entre non-linéarité et topologie dans les systèmes à divulgation n’a jamais été étudiée expérimentalement.
Dans un nouvel article publié dans Lumière : science et applicationsune équipe de scientifiques dirigée par le professeur Yaroslav V. Kartashov de l’Institut de spectroscopie de l’Académie des sciences de Russie, Russie, et le professeur Yiqi Zhang du laboratoire clé d’électronique et de dispositifs physiques du ministère de l’Éducation et du laboratoire clé de technique photonique de l’information du Shaanxi. , Université Xi’an Jiaotong, Chine, ont rendu compte de la première observation expérimentale des états de révélation photonique non linéaires dans des réseaux de guides d’ondes avec des noyaux de révélation pentagonaux ou heptagonaux inscrits dans un support optique transparent en utilisant la technique d’écriture laser fs.
Les états de divulgation non linéaires peuvent être excités efficacement par des faisceaux d’entrée gaussiens lorsqu’ils sont focalisés dans les guides d’ondes appartenant au cœur de divulgation du réseau. Leur localisation spatiale peut être contrôlée par la puissance du faisceau d’entrée. Les états de coin et les états de bord dans ces structures avec divulgations sont également étudiés.
En raison de la compacité des états de divulgation, ils sont bénéfiques pour l’amélioration des effets non linéaires et pour la réalisation d’effets laser stables. De plus, les réseaux de révélation peuvent être utilisés dans la conception de divers dispositifs fonctionnels topologiques non linéaires.
Par exemple, les réseaux de divulgation peuvent être potentiellement utilisés pour réaliser des effets laser dans des états de tourbillon différent, limités par la symétrie de rotation discrète de la structure. De plus, comme dans ces systèmes les états de révélation coexistent avec les états de coin topologiques, on peut potentiellement observer une commutation entre l’effet laser dans ces deux modes topologiques différents.
Les états de divulgation qui apparaissent dans les structures apériodiques obtenues en raison de déformations spécifiques de réseaux périodiques diffèrent considérablement des géométries d’isolants d’ordre supérieur précédemment considérées, car les systèmes avec divulgations peuvent avoir des symétries de rotation discrètes qui sont incompatibles avec les symétries cristallines et ne peuvent pas être réalisées dans les systèmes de divulgation supérieurs habituels. commander des isolateurs avec un vrac périodique.
L’étude de l’interaction des effets non linéaires et de la topologie dans des structures présentant des déclinaisons et différentes symétries de rotation discrètes peut ouvrir une nouvelle voie pour une recherche approfondie du comportement et des applications des états topologiques d’ordre supérieur. Ces scientifiques résument les résultats :
« Les états de divulgation non linéaires ouvrent de nouvelles perspectives pour l’étude des effets non linéaires dans les systèmes topologiques avec divulgations et pourraient inspirer de nouvelles idées dans le développement de dispositifs fonctionnels optiques compacts. »
« Les résultats sont pertinents pour différents domaines scientifiques, notamment ceux de Bose-Einstein et des condensats de polariton, où des potentiels avec les déclinaisons peuvent être créés », ont ajouté les auteurs.
Plus d’information:
Boquan Ren et al, Observation des états de divulgation non linéaires, Lumière : science et applications (2023). DOI : 10.1038/s41377-023-01235-x