具有偶极-四极相互作用的一维晶格中小模式体积拓扑光子态
介观与纳米尺度物理
2022-06-23 v2 光学
摘要
我们研究了超越偶极近似、类比于 Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型的一维（1-D）晶格中的拓扑光子态。利用偶极-四极耦合方法解析研究了由等离子体纳米粒子间近场相互作用支持的晶格电磁共振。二分晶格中的拓扑相变由 Zak 相的变化决定。我们的结果揭示了四极矩对近场相互作用和能带拓扑的贡献。研究发现，非平凡晶格中的拓扑边缘态同时具有偶极和四极性质。四极边缘态不仅与偶极边缘态正交，而且在空间上定域于不同的子晶格。此外，与四极平带同能量共存的四极拓扑边缘态具有更短的定域长度，因此比传统偶极边缘态具有更小的模式体积。这些发现加深了我们对涉及高阶多极的拓扑系统、或类比于具有更高轨道角动量量子系统波函数的理解，并可能有助于设计用于稳健限光和增强光-物质相互作用的拓扑系统。
引用
@article{arxiv.2202.09321,
title = {Small mode volume topological photonic states in one-dimensional lattices with dipole--quadrupole interactions},
author = {Raymond P. H. Wu and H. C. Ong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.09321},
year = {2022}
}
备注
18 pages, 17 figures; submitted to Physical Review Research (Regular Article); revised version