撰稿 | OSANJU 周倩苇
导读
研究背景
图1 四极拓扑绝缘子的紧密结合晶格
此外，该文章表示可以利用合成尺寸的概念来实现更高阶的多极矩，例如在4D超立方合成晶格中支持0D角模的4th阶十六极绝缘子，而这在现实中是无法实现的空间格子。
该文章引入了合成尺寸的概念，可以支持量化整体四极矩，八极矩和十六极矩的高阶拓扑相。系统由成对的环形谐振器组成，相互耦合形成一个阵列，从而实现“光子分子”的一维链。
通过在环模之间的频率间隔处反对称地调制光子分子中的两个环，实现了沿着合成频率维度的晶格。一维调制光子分子阵列在合成频率维度上形成四极PHOTI，这展示了拓扑不寻常的角模式的激发。（图2、3）
图3 使用外部波导在光子分子阵列中选择性激发角，边缘和体模的示意图。
通过改变相邻光子分子之间调制的相位差，显示了从具有非零量化四极矩的拓扑保护相到具有零量化四极矩的相的相变。（图4）
图4 通过调整调制相位，合成PHOTI晶格中的拓扑相变。
未来的工作可能涉及使用相似的合成空间概念构造HOTI的一维边界模式，例如手性铰链状态。该方法可以推广到其他自由度，例如超冷原子和分子的自旋或动量或光的轨道角动量。可以使用集成的纳米光子平台进行实验演示，该平台可以在接近其FSR的频率下调制谐振器，尤其是在硅和铌酸锂系统中。
文章信息：
该研究成果以“Higher-order topological insulators synthetic dimensions”为题在线发表在Light: Science & Applications。
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文章来源：中科院长春光机所 Light学术出版中心
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