Som kärnan i ljusfältsmoduleringstekniken, optiskt gitter har hög avstämningsförmåga och används vanligtvis för att manipulera de olinjära materiavågorna av Bose-Einstein-kondensat (BEC). För närvarande, den vanliga forskningen fokuserar på koherenta atomsystem som BEC som har bekräftats stabilt kunna generera optiska solitoner under elektromagnetiskt inducerad transparens (EIT) läge. Dock, relaterade studier är begränsade till det periodiska fysiska systemet i en dimension.

En forskargrupp ledd av prof. Dr. Zeng Jianhua från Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) har utökat den till tvådimensionell (2D). Resultaten publicerades i Kommunikation i icke-linjär vetenskap och numerisk simulering.

Med den olinjära Schrödinger-ekvationen härledd från Maxwell-Bloch-ekvationerna, forskarna har skapat en sammanhängande atomgas som fångas av optiska 2D-galler. I den gasen, EIT fungerar och kan teoretiskt generera solitioner i ett sammanhängande system.

De gjorde sedan simuleringar och härledde vitala egenskaper för 2D-lokaliserade gaplägen i förbjudna bandgap i det underliggande linjära Bloch-vågspektrumet. Med hjälp av en linjär stabilitetsanalys, forskarna fann att stabilitetsområdena för de 2D-lokaliserade gaplägena alltid dök upp i mitten av förbjudna bandgap i den underliggande linjära bandgapstrukturen för inställningen, medan instabila lokaliserade gapmoder skulle kunna alstras nära kanterna på de första och andra finita bandgapen.

I 2D-lokaliserat gap-läge grunt gitter, gapvirveln som genererades inom kunde inte förbli stabil, men det kan bli stabilt genom modulering av gittret.

Med tanke på den snabba utvecklingen av tekniken med optiska gitter och EIT-relaterad teknik, forskarna trodde att blandningen av dessa två snart skulle bli verklighet. Och på den tiden, lokaliserade gaplägen som förutspåddes i detta arbete kunde observeras i laboratoriet.