光子谷霍尔超表面中腔介导相互作用诱导的拓扑相变
光学
2020-10-06 v1 原子物理
量子物理
摘要
光的拓扑相展现出超越传统光子学领域的独特性质。特别是谷霍尔拓扑绝缘体已在多种光子结构中实现,因为它可轻易通过打破某些晶格对称性来诱导。然而,谷陈数通常由设计固定,相应的拓扑边缘态被迫沿固定方向传播。本文提出一种通过由相互作用偶极发射体/天线组成的超表面中的偶然狄拉克点诱导拓扑相变的机制。对于固定的偶极排列,我们表明拓扑相关键取决于周围介导偶极-偶极相互作用的电磁环境。为进入不同拓扑相,我们将超表面嵌入腔波导中,通过减小腔宽可将主导偶极耦合从短程库仑相互作用调谐至长程光子介导相互作用;这导致以谷陈数反转为特征的拓扑相变。因此,我们表明仅通过修改偶极所嵌入的电磁环境即可切换拓扑边缘态的手性。该机制可能对其他拓扑相(如光子高阶拓扑绝缘体)具有重要影响。
引用
@article{arxiv.2010.01636,
title = {Topological transitions induced by cavity-mediated interactions in photonic valley-Hall metasurfaces},
author = {Charlie-Ray Mann and Eros Mariani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.01636},
year = {2020}
}