利用薄膜铌酸锂上单马赫-曾德尔干涉仪辅助器件实现多功能光子频率合成维度

利用光子合成维度研究物理模型在科学的广泛领域中引起了极大兴趣。快速发展的薄膜铌酸锂（TFLN）平台因其高电光系数和可扩展性等众多优势，与在频率和空间域中实现合成维度具有良好的兼容性。虽然使用固定分束器耦合谐振腔是一种常见的实验方法，但它通常缺乏可调性，并将相邻晶格之间的耦合限制在占据相同频域位置的格点上。相反，我们在配置中构思了由电光可调马赫-曾德尔干涉仪连接的谐振腔阵列，以取代固定分束器。通过对干涉仪施加偏置电压和射频调制，我们的设计将这种耦合扩展到长程情况，并允许对每个耦合强度和合成有效磁通量进行连续调节。因此，我们的设计丰富了构建可编程晶格网络所必需的可控耦合类型，并显著增加了多功能性。作为示例，我们在 TFLN 平台上实验制作了一个双谐振腔原型，并在这一单芯片上实现了包括紧束缚晶格、拓扑霍尔梯子和 Creutz 梯子在内的著名模型。我们直接观察了准动量空间中的能带结构以及自旋动量锁定和 Aharonov-Bohm 笼效应等重要现象。这些结果证明了我们的配置在便捷模拟更复杂模型方面的潜力。