具有大谷陈数的 Stampfli 三角光子晶体中的多频多模拓扑波导
光学
2024-03-20 v2
摘要
具有大谷陈数的多频量子谷霍尔效应(QVHE)已被实现，以显著提升拓扑波导的传输容量并增加拓扑波导的模态密度。然而，多频与多模 QVHE 尚未被同时实现。本工作中，利用紧束缚模型计算与数值模拟，构建了由 Stampfli 三角光子晶体组成的谷光子晶体(VPC)，其低频与高频能带中的多重简并同时劈裂，从而实现具有多个拓扑边缘态(TESs)的 QVHE。通过由两个具有相反谷陈数的 VPC 构成的 Z 形波导，借助模拟与实验实现了具有两个低频模与四个高频模的多频多模拓扑传输，证明了在两个频段中大谷陈数的实现。两个低频模通过位置依赖的选择性激发被成功区分，实验上证明了大谷陈数的出现。理论上提出了一种频率依赖的多模分束器，用于高性能集成光子器件应用。这些结果为高效高容量光传输与通信器件及其集成提供了新思路，并拓宽了 TESs 的应用范围。
引用
@article{arxiv.2104.14142,
title = {Multifrequency and multimode topological waveguides in a Stampfli-triangle photonic crystal with large valley Chern numbers},
author = {Bei Yan and Yiwei Peng and Jianlan Xie and Yuchen Peng and Aoqian Shi and Hang Li and Feng Gao and Peng Peng and Jiapei Jiang and Fei Gao and Jianjun Liu and Shuangchun Wen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.14142},
year = {2024}
}