利用光子晶体波导阵列实验模拟次近邻海森堡链
光学
2016-11-14 v1 介观与纳米尺度物理
量子物理
摘要
次近邻海森堡链在固体物理中发挥重要作用，例如预测二维材料的奇异电学性质或有机化合物的磁性质。直接实验研究关联这些材料的多体电子系统或自旋系统是具有挑战性的任务，而光学模拟为即时观测提供了有效且经济的方式。与体光学相比，集成光学因稳定、大规模和长时间演化模拟而更引人入胜。光子晶体是一种人工微结构材料，具有多种调节传播性质的方法，这对各种模拟任务至关重要。在此，我们首次报道利用光子晶体波导阵列集成光学芯片对次近邻海森堡链的实验模拟。光子晶体的使用增强了倏逝场，从而允许在这种平面波导阵列中实现次近邻波导之间的耦合，且不破坏耦合模方程的弱耦合条件。特别地，模型与相干光传播之间的相似性在数值模拟中可达0.99，在实验中可达0.89。二阶耦合引起的局域化效应以及随波长增加耦合增强也在数值模拟和实验中揭示。此处提出的平台与成熟的互补金属氧化物半导体技术兼容，因此具有解决更大规模问题的潜力，且光子晶体进一步允许模拟特定目标哈密顿量。
引用
@article{arxiv.1611.02520,
title = {Experimental simulation of next-nearest-neighbor Heisenberg chain with photonic crystal waveguide array},
author = {F. Qi and Y. F. Wang and Q. Y. Ma and A. Y. Qi and P. Xu and S. N. Zhu and W. H. Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.02520},
year = {2016}
}
备注
22 pages, 13 pages