光学斯格明子通过复杂介质的拓扑保护
光学
2024-08-07 v2
摘要
光学斯格明子具有许多重要特性，使其成为高密度数据应用的理想单元，包括通过离散拓扑数携带数字信息的能力以及空间变化偏振态相对于其他维度的独立性。更重要的是，光学斯格明子的拓扑性质启发式地暗示了其对扰动具有很强程度的鲁棒性，这对于在噪声环境中可靠地携带信息至关重要。然而，对光学斯格明子拓扑鲁棒性的研究仍处于起步阶段。在此，我们通过证明斯格明子的拓扑性质源于其边界上的结构，并且根据对偶性，只要复杂扰动尊重未受扰动斯格明子的相关边界条件，该性质就具有弹性，从而精确量化了这种鲁棒性。然后，我们给出了在傍轴斯格明子光束背景下，针对不同偏振像差验证这种鲁棒性的实验证据。我们的工作为处理斯格明子场的各种扰动提供了一个框架，并在一般意义上提供了鲁棒性保证。这反过来对明确利用其拓扑性质的光学斯格明子应用具有影响，特别是为斯格明子在光通信和光子计算中的应用提供了基础。
引用
@article{arxiv.2403.07837,
title = {Topological Protection of Optical Skyrmions through Complex Media},
author = {An Aloysius Wang and Zimo Zhao and Yifei Ma and Yuxi Cai and Runchen Zhang and Xiaoyi Shang and Yunqi Zhang and Ji Qin and Zhi Kai Pong and Tade Marozsak and Binguo Chen and Honghui He and Lin Luo and Martin J Booth and Steve J Elston and Stephen M Morris and Chao He},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.07837},
year = {2024}
}