基于阵列局部非线性相位拓扑边态的自激拓扑边态
光学
2025-04-24 v2 斑图形成与孤子
摘要
拓扑边态通常在具有不同拓扑不变量之间界面或拓扑非平凡结构边界处出现。当拓扑系统拓展到非线性 regime 时，线性拓扑边态会分叉为非线性版本，而拓扑 gap solitons 则在结构的 bulk 中出现。尽管对这两种类型的非线性状态进行了大量研究，但对于原本非拓扑结构物理边界处的自激拓扑边态仍鲜有探索。与之前报告的由非线性耦合驱动的自激拓扑相位转换相比，这种驱动方式概念上直接但在现实中化学系统中较少见，本文通过电路的强可调非线性，实验实现了在具有局部非线性的阵列中实现自激拓扑边态。我们系统地研究了非线性 SSH（Su-Schrieffer-Heeger）模型中的局部分离态。除了复习非线性拓扑边态和拓扑 gap solitons 之外，我们还发现了一种新型的自激拓扑边态，这些边态表现出线性拓扑边态的标志性特征，包括亚格子极化、相位跳变以及趋于零的衰减尾巴。这些状态的一个独特特征是边界引起的功率阈值以存在为条件。我们的结果具有广泛适用性，可 readily 扩展到光子和冷原子系统，其中从天体间相互作用中自然产生局部非线性。本工作揭示了探索光和物质新型相关拓扑态的新机遇，并为开发稳健的光子器件和拓扑量子计算铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2504.11964,
title = {Self-induced topological edge states in a lattice with onsite nonlinearity},
author = {Rujiang Li and Wencai Wang and Xiangyu Kong and Ce Shang and Yongtao Jia and Gui-Geng Liu and Ying Liu and Baile Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.11964},
year = {2025}
}