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我國科研人員首次實現(xiàn)完全可編程拓撲光子芯片

發(fā)布:cyqdesign 2024-05-27 22:42 閱讀:515

近日,北京大學物理學院現(xiàn)代光學研究所“極端光學創(chuàng)新研究團隊”的王劍威研究員、胡小永教授、龔旗煌教授團隊與合作者近日提出并實現(xiàn)了一種基于大規(guī)模集成光學的完全可編程拓撲光子芯片

研究人員通過在硅芯片上大規(guī)模集成可重構(gòu)的光學微環(huán)腔陣列,首次實現(xiàn)了一種任意可編程的光學弗洛凱人造原子晶格,可獨立且精確調(diào)控每個人工原子及原子-原子間耦合(包括其隨機但可控的無序),進而在單一芯片上實現(xiàn)了包括動態(tài)拓撲相變、多晶格拓撲絕緣體、統(tǒng)計相關(guān)拓撲魯棒性、以及安德森拓撲絕緣體等一系列實驗研究。

該工作拓寬了拓撲光子學邊界,使其首次具備了強可重構(gòu)與可編程性,為研究拓撲材料科學、發(fā)展拓撲光子技術(shù)提供了一種全新途徑。

相關(guān)研究成果今日(2024 年 5 月 22 日)以“可編程拓撲光子芯片”(A programmable topological photonic chip)為題,發(fā)表于《自然・材料》(Nature Materials)期刊。

完全可編程的拓撲光子芯片

該拓撲芯片基于可重構(gòu)的集成光學微環(huán)陣列,在 11mm×7mm 的面積內(nèi)單片集成了 2712 個元件,包括 96 個高品質(zhì)因子微環(huán)陣列(品質(zhì)因子均達到 105以上)、300 個可任意獨立調(diào)控的光學相移器與干涉儀(消光比達到 50dB 以上)。

該芯片首次成功實現(xiàn)了完全可編程的光學人造原子晶格。通過調(diào)控該拓撲芯片,可以實現(xiàn)人造原子間躍遷強度、躍遷相位的任意獨立調(diào)控以及晶格勢壘的任意構(gòu)造。

研究團隊對該拓撲芯片進行了快速實時的編程重構(gòu),實現(xiàn)了包括耦合強度和相位分別激發(fā)的弗洛凱拓撲絕緣體相變、統(tǒng)計性質(zhì)相關(guān)的拓撲現(xiàn)象觀測(拓撲魯棒性和拓撲安德森相變的統(tǒng)計實驗證明)、以及實現(xiàn)多種不同晶格結(jié)構(gòu)下的拓撲絕緣體(一維 SSH 拓撲絕緣體、一維非厄米弗洛凱晶體、以及二維方形和蜂窩狀晶格中的弗洛凱拓撲絕緣體)等不同功能。

相關(guān)鏈接:https://www.nature.com/articles/s41563-024-01904-1

關(guān)鍵詞: 編程拓撲光子芯片
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最新評論

jeremiahchou 2024-05-29 19:35
研究團隊對該拓撲芯片進行了快速實時的編程重構(gòu),實現(xiàn)了包括耦合強度和相位分別激發(fā)的弗洛凱拓撲絕緣體相變、統(tǒng)計性質(zhì)相關(guān)的拓撲現(xiàn)象觀測(拓撲魯棒性和拓撲安德森相變的統(tǒng)計實驗證明)、以及實現(xiàn)多種不同晶格結(jié)構(gòu)下的拓撲絕緣體(一維 SSH 拓撲絕緣體、一維非厄米弗洛凱晶體、以及二維方形和蜂窩狀晶格中的弗洛凱拓撲絕緣體)等不同功能。
hello2024 2024-05-30 17:25
拓寬了拓撲光子學邊界,使其首次具備了強可重構(gòu)與可編程性,為研究拓撲材料科學、發(fā)展拓撲光子技術(shù)提供了一種全新途徑。
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