基于二维晶体的拓扑可调极化子
光学
2025-12-15 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
拓扑光子学是一种新兴的研究学科，联结了光子学、信息处理和固体物理的基本方面。受体激子极化子是研究拓扑现象的特别有趣的平台，因为协同光-物质耦合使得新的自由度成为可能，如可调非线性特性、手性特性和耗散性。室温工作的受体激子极化子依赖于同时具备大激子结合能和振荡强度的材料。我们利用广谱可调、室温工作的 WS2 单层在开放光腔中的受体激子极化子，实现一种模拟 Su-Schrieffer-Heeger (SSH) 哈密顿量的极化子势景观。其构成包含一个域边界，托管在两个具有不同 Zak 相的晶格之间，此处存在一种拓扑、指数局域化模式，具有最高可达 80 meV 的谱可调性。此外，我们利用该实现的独特倾斜可调性，将 SSH 晶格转化为 Stark 梯子。这一转换将拓扑保护的缺陷模式耦合到发生光的晶格模式，从而有效改变系统的对称性。进一步，我们允许我们直接量化两个拓扑相之间的 Zak 相差 。我们的工作是通向内部可调拓扑晶格，以控制和引导非线性芯片上光线的重要一步。
引用
@article{arxiv.2406.05214,
title = {Topologically tunable polaritons based on two-dimensional crystals in a photonic lattice},
author = {Lukas Lackner and Oleg A. Egorov and Anthony Ernzerhof and Christoph Bennenhei and Victor N. Mitryakhin and Gilbert Leibeling and Falk Eilenberger and Seth Ariel Tongay and Ulf Peschel and Martin Esmann and Christian Schneider},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.05214},
year = {2025}
}