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上海交大物理与天文学院袁璐琦课题组在人工合成空间平带的研究中实现光场的存储和传输控制

       近日,Laser & Photonics Reviews 在线发表了上海交通大学物理与天文学院袁璐琦课题组及其合作者完成的题为“Isolated Photonic Flatband with the Effective Magnetic Flux in a Synthetic Space Including the Frequency Dimension” 的最新研究成果。本文报导了一种在人工合成维度空间中实现光场的存储和传输控制的理论方法。

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图一 (a)利用谐振环系统构造含频率维度的合成空间。(b)用谐振频率模式构造而成的类Lieb晶格。(c)光电调制器(EOM)产生相位差使光子晶格产生等效磁场。

       本文研究了利用谐振环系统产生含频率维度的合成空间(图一(a)),设计合适的谐振频率间隔和光电调制器的调制频率构造出合成空间中的类Lieb晶格(图一(b))。利用光电调制器产生的相位差,从而使合成空间中的Lieb晶格受到等效磁流的效应(图一(c))。Lieb晶格本身的能带结构中含有平坦能带,但是Lieb晶体在未受磁流效应时,光场由平带所导致的局域效应会被外加的干扰所破坏,这不利于光子的存储和传输。在本文的设计中,利用光电调制器产生等效磁流从而使类Lieb晶格的能带结构中的平带和色散能带分离,从而产生了很好的光场局域效应。论文中模拟了光场的局域效应(见图二(a)-(c))以及光波的传播控制(见图二(d)-(i))。

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图二 (a)-(c)光场局域效应模拟图。(d)-(i)光场的传播控制模拟图

       本论文的第一作者为物理与天文学院硕士研究生俞丹英,通讯作者为袁璐琦特别研究员,合作者为上海交通大学陈险峰教授。此研究工作得到了国家自然科学基金(No. 11974245)、国家重点研究计划项目(No. 2018YFA0306301, 2017YFA0303701)、上海自然科学基金(No. 19ZR1475700)的支持。

       论文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/lpor.202000041

袁璐琦
物理与天文学院
       

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