拓扑赋能的高效光束合成
光学
2022-10-24 v1
摘要
高效率的光束合成可克服单一电磁源的功率限制，从而实现远距离光通信与高功率激光。相干光束合成的效率严重受限于不同输入光束间的相位关联。在此，我们理论提出并实验演示了一种基于单向拓扑边缘态、来自多空间通道的高效光束合成新机制——拓扑赋能光束合成（TEBC）。我们表明，由单向边缘态与能量守恒共同产生的拓扑保护功率正交激发，在 9.1–9.3 GHz 相干微波的多通道合成中实验上确保了 -0.31 dB（93%）的效率。此外，我们利用单一拓扑光子晶体器件借助 TEBC 机制演示了宽带、相位不敏感且高效率的光束合成，这显著减小了器件 footprint 与设计复杂度。我们的方案超越了相干光束合成场景中所要求相位关联的局限，以及非相干光束合成场景中所合成通道数的局限。
引用
@article{arxiv.2210.11901,
title = {Topology-enabled highly efficient beam combination},
author = {Yuhao Jing and Yucong Yang and Wei Yan and Songgang Cai and Jiejun Su and Weihan Long and Nuo Chen and Yu Yu and Lei Bi and Yuntian Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.11901},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 4 figures