Forskare under ledning av professor Xiaoyong Hu vid Peking University, Kina, är intresserade av topologisk fotonik. De har föreslagit ett tvärvetenskapligt tillvägagångssätt för att studera de topologiska systemen genom informationsentropi (IE) i det verkliga rummet.
Verket publiceras i tidskriften Frontiers of Optoelectronics .
Topologisk fotonik spelar en viktig roll inom områdena grundläggande fysik och fotoniska enheter. Kagome-modellen, Su-Schrieffer-Heeger (SSH)-modellen och de andra topologiska modellerna används som en plattform för att studera det nya fysikfenomenet och vägledning för att designa nya fotoniska enheter som topologiskt skyddad laser och robust transmissionsenhet.
Hittills har forskare vanligtvis bedömt de topologiska tillstånden i en fotonisk kristall utifrån tre kriterier:den topologiska invarianten, inklusive Chern Number, lindningstal och Z2 topologisk invariant; egenvärdesfördelningarna eller luckorna i bandet av fotonikkristall; och de elektriska fältfördelningarna för de topologiska tillstånden.
Nästan alla tidigare metoder förlitar sig på bandstrukturerna i momentumutrymmena. Det är dock i allmänhet komplicerat att analysera de topologiska egenskaperna i momentumrymden, speciellt om det finns störningar i systemet. Störningarna kommer till och med att orsaka bandgapet stängning av topologiska system, vilket kommer att medföra svårigheter att analysera det topologiska i momentum rymden.
Kagome-modellen används som ett exempel på teoretisk beräkning, och den försvinnande processen för dess topologiska kanttillstånd (TES) observeras med IE. IE-metoden kan användas för att analysera TES-lägesfördelningarna och topologisk fasövergång. Denna metod kan också utökas till SSH-modellen och valley-Hall fotonkristallen.
Forskningen ger en metod att studera topologisk fotonisk fas baserad på informationsteori, och en möjlighet att analysera de fysikaliska egenskaperna genom att dra fördel av tvärvetenskaplighet.
Mer information: Rui Ma et al, Information-entropi möjliggjorde identifiering av topologisk fotonisk fas i verkliga rymden, Frontiers of Optoelectronics (2024). DOI:10.1007/s12200-024-00113-7
Tillhandahålls av Higher Education Press
