双重简并轨道中局域等离子体拓扑孤子-反孤子对
介观与纳米尺度物理
2025-04-14 v1
摘要
拓扑缺陷在阐明不同物理体系中的万花筒样拓扑现象方面起着关键作用。等离子体系统中出现的孤子-反孤子对是一种新型光学拓扑孤子，自然地在双重简并轨道中涌现，包括基本及高阶形式以及其目标型对应形式。我们表明，这些孔子-反孤子对的拓扑电荷严格受制于来自具有旋转对称性的群的双重简并不可约表示（irreps）所施加的轨道索引，因此受限于由群论施加的轨道索引。此外，我们发现高度局域化的孤立（反）孤子在等离子体自旋纹理中存在，这些孤子先前主要以晶格或簇的形式被观察到。我们进一步表明，孤子（反）孤子的涡旋性与不可约表示的奇偶性之间存在锁定效应。最后，研究了所揭示的拓扑孤子的拓扑起源，即等离子体场中的相位、V点和L线奇点。提供了完整的拓扑孤子分类。将孤子-反孤子对推广到光子系统为光学矢量成像、亚波长深层探测和计量学等应用提供了多种可能性。
引用
@article{arxiv.2504.08558,
title = {Localized plasmonic meron-antimeron pairs in doubly degenerate orbitals},
author = {Jie Yang and Xinmin Fu and Jiafu Wang and Yifan Li and Jingxian Zhang and Fangyuan Qi and Yajuan Han and Yuxiang Jia and Guy A E Vandenbosch and Tie Jun Cui and Xuezhi Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.08558},
year = {2025}
}