Syntetiska dimensioner inom fotonik erbjuder spännande nya sätt att manipulera ljus, studera fysiska fenomen med exotiska anslutningar och utforska högre dimensionell fysik. Dynamiskt modulerade ringresonatorsystem, där resonansmoder är kopplade för att konstruera en syntetisk frekvensdimension, kan ge stor experimentell flexibilitet och omkonfigurerbarhet.

Konstruktion av komplexa syntetiska gitter, såsom Lieb-galler och bikakegaller i flera ringar, kommer att leda till rika möjligheter att utforska exotiska fysikaliska fenomen som för närvarande endast existerar inom det teoretiska området, såsom paritet-tidsfasövergång i icke-hermitiska system och högre -order topologier. Mot experimentell konstruktion av mer komplicerade flerringsgitter är det ett viktigt steg att skapa syntetiska frekvensrymdsystem i två ringar av olika längd.

Som rapporterats i Avancerad fotonik , ett team av forskare från Shanghai Jiao Tong University konstruerade nyligen ett syntetiskt stubbgitter längs frekvensdimensionen. De använde två kopplade ringar av olika längd, medan den större ringen genomgick dynamisk modulering. Deras studie, som var den första sådana experimentella demonstrationen, observerade och verifierade de inneboende fysikaliska egenskaperna hos sådana gitter, särskilt den naturliga existensen av det platta (spridningsfria) bandet. De observerade också lägeslokaliseringen nära det platta bandet. Sådana platta band i det syntetiska utrymmet kan ytterligare modifieras genom att införa långdistanskopplingar i moduleringen, vilket möjliggör övergångar från platta till icke-platta band, för dynamisk styrning av ljuset.

Dessutom, genom att selektivt välja ingångs- och utgångsportarna för excitationer och transmissionsmätningar, kunde de observera distinkta bandstrukturmönster. Sådana resultat skiljer sig anmärkningsvärt från tidigare arbeten om flatbandsfysik. De avslöjar att signaler i systemet kan bära optisk information från superpositionslägen i syntetiska frekvensdimensioner.

Denna demonstration av exotisk ljusmanipulation kan möjliggöra väsentliga tillämpningar av optisk kommunikation i fiberbaserade eller on-chip-resonatorer. Arbetet är också potentiellt en betydande milstolpe:Konstruktion av stubbgittret i två kopplade ringar av olika längd bevisar den experimentella genomförbarheten av att ansluta flera ringar av olika typer för att konstruera komplexa gitter bortom linjen eller kvadratisk geometri i det syntetiska utrymmet. Författarna räknar med att deras resultat kan bana väg för framtida experimentell realisering av tidigare teoretiska förslag. + Utforska vidare

Den experimentella demonstrationen av topologisk dissipation i fotoniska resonatorer