基于光子晶体激光器的全光极化奇点编程
光学
2026-05-12 v3
摘要
奇点光学已成为具有多样应用前景的重要研究领域，但控制纳米光子发射器中的光学奇点仍受限于光子共振器固定亚波长几何结构。本文规避了这一限制，展示了在光子晶体激光器中实现全光编程的极化奇点，同时保持来自对称保护的常态界限（bound state in the continuum）的动量空间旋波。其原理在于使用加工光泵浦创建光滑的米尺尺度势，其空间变化缓慢于晶格周期。该势囊括了负质量布洛赫带进入被捕获的激光态，其包络函数及因此产生的远场奇点纹理由泵浦几何决定。我们采用支持对称保护常态界限的六方形光子晶体，实现了在室温下实现通信带宽激光发射，实时极化奇点固定在包络函数的临界点上（即其梯度为零），并可通过泵浦加工实现数量和位置的可重构。实验观察与分析框架相吻合，该框架将光子晶体的布洛赫模与包络函数理论相结合，确立了光子晶体活性晶格中可编程结构发射的光子包络工程之路。
引用
@article{arxiv.2602.17368,
title = {All-optical programming of polarization singularities in a photonic-crystal laser},
author = {Abhishek Padhy and Zhiyi Yuan and Mohammed Hamdad and Panagiotis Nianios and Romane Houvenaghel and Aziz Benamrouche and Nicolas Roy and Thanh Phong Vo and Christian Seassal and Xavier Letartre and Lotfi Berguiga and Michaël Lobet and Ségolène Callard and Hai Son Nguyen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.17368},
year = {2026}
}