用戶名: 密碼: 驗證碼:

中山大學李朝紅課題組:光的拓撲輸運

摘要:拓撲相變和拓撲數(shù)測量是拓撲物理學中的重要科學問題?;诠鈱W亥姆霍茲方程與薛定諤方程的等價性,經(jīng)典光學體系可以用來研究和檢驗量子力學的相關(guān)基本規(guī)律,并有效地實施量子模擬。中山大學李朝紅教授團隊發(fā)現(xiàn)了不同可公度廣義Aubry-André-Harper (AAH)模型的拓撲不等價性,并提出如何基于光學波導陣列利用索利斯抽運去測量體態(tài)拓撲數(shù)。

  Iccsz訊 拓撲相變和拓撲數(shù)測量是拓撲物理學中的重要科學問題。基于光學亥姆霍茲方程與薛定諤方程的等價性,經(jīng)典光學體系可以用來研究和檢驗量子力學的相關(guān)基本規(guī)律,并有效地實施量子模擬。

  近年來,基于光學體系探究拓撲相和拓撲相變已經(jīng)形成一個新的研究領域——拓撲光子學。拓撲數(shù)的觀測一直是表征拓撲相的關(guān)鍵問題,拓撲光子學領域現(xiàn)有研究主要通過探測邊緣態(tài)去了解拓撲特性,但直接測量體態(tài)拓撲數(shù)仍然是一個巨大挑戰(zhàn)。

  諾貝爾物理學獎得主戴維·索利斯 (David J. Thouless) 在1983年提出拓撲量子輸運的概念,也就是著名的索利斯抽運(Thouless pumping)。不同于經(jīng)典抽運,由量子力學主導的索利斯抽運通過周期性地改變一維晶格的勢能,實現(xiàn)粒子的定向輸運。索利斯抽運的每個調(diào)制周期內(nèi),粒子被輸運的距離和方向取決于體態(tài)拓撲數(shù)。

  中山大學李朝紅教授團隊發(fā)現(xiàn)了不同可公度廣義Aubry-André-Harper (AAH)模型的拓撲不等價性,并提出如何基于光學波導陣列利用索利斯抽運去測量體態(tài)拓撲數(shù)。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Laser & Photonics Reviews [10, 995 (2016)]上,并被選為封底論文。

圖 Laser & Photonics Reviews 2016年12月刊的封底圖

  李朝紅教授團隊通過計算可公度廣義AAH模型的體態(tài)陳拓撲數(shù),發(fā)現(xiàn)了體系的拓撲相變,并給出了整個參數(shù)空間內(nèi)的拓撲相圖。他們給出了支持大陳數(shù)拓撲相的參數(shù)區(qū)域,并建議通過周期性地調(diào)制波導折射率和波導間距去實現(xiàn)光的索利斯抽運,從而實現(xiàn)對體態(tài)拓撲數(shù)的有效觀測。如上圖所示,在折射率橫向和縱向調(diào)制的光學波導陣列,從初始折射率最大的波導中注入高斯光束,光場會沿著藍色虛線的軌跡傳播。在一個縱向調(diào)制周期內(nèi),光場中心向左移動3根波導的距離。由于光場移動的距離等于體態(tài)陳拓撲數(shù)乘以橫向調(diào)制周期,這里橫向調(diào)制周期為3,可以得到體態(tài)陳拓撲數(shù)為-1。

  這些結(jié)果增進了人們對廣義AAH模型的拓撲特性的認識,并為光學體系的體態(tài)拓撲數(shù)的測量提供了一種有效的途徑。

        論文鏈接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.201600119/full 

內(nèi)容來自:中國激光
本文地址:http://m.getprofitprime.com//Site/CN/News/2017/03/07/20170307094118331200.htm 轉(zhuǎn)載請保留文章出處
關(guān)鍵字: 拓撲光子學
文章標題:中山大學李朝紅課題組:光的拓撲輸運
【加入收藏夾】  【推薦給好友】 
免責聲明:凡本網(wǎng)注明“訊石光通訊咨詢網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬于光通訊咨詢網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。 已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應在授權(quán)范圍內(nèi)使用,反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責任。
※我們誠邀媒體同行合作! 聯(lián)系方式:訊石光通訊咨詢網(wǎng)新聞中心 電話:0755-82960080-188   debison

相關(guān)新聞

暫無相關(guān)新聞