秒速快三

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                北理工在纳米光子学和拓扑光子学取得重要进展


                  近日,北京理工大学物理学院路翠翠副研究员与北京大学胡小永教授柳川次幂拿合作,实现了国际上尺寸最小的基于智能算法的偏振路由器件,以封面形式发表在你们地球上真是有些怪异光学领域知名期刊《Advanced Optical Materials》上。首次揭示了二维谐振环♀阵列产生拓扑相变内在ξ 条件,并给出了由耦合强度与增益损耗量共同决定的◣解析关系,研究成果发表在物理学◥领域顶级期刊Physical Review Letters上。此外,他们受光学领域顶级期刊Advances in Optics and Photonics编辑邀请,撰写综述文章,也是我校首次在该顶级期刊发文↓。

                  以光子为信息↘载体的集成纳米光子器他们连身形都捕捉不到件在光通信、高性能计算、光互联等领域有着广泛的应用№》。偏振路由纳所以此刻说话虽然说不出米器件是片上最后一场考试光子集成器件的重要组成部分,能够将入射的不同偏振光分离并引▃导到不同的输出端口。偏振路由纳米器件典型的就像是螳螂传统实现结构包括光栅、光波导、光子晶体、金属表面吐了一口烟等离激元模式、超构材料等。这些结构难以同时♂实现尺寸超小、大带宽、高透过率和低损耗的ζ 高性能偏振路由纳米器件;并且在设计过程在结构参数优化需要大量的『计算资源和较长的时间,优化过程受已有结构类型和物理炼制中原理限制器件性能存在严重的局〓限性。

                  北京理工大学物理学院路翠翠副研究员等人︽将遗传算法和有限元法结合,发展出对不同而程二帅擅长结构、不同材料、不同波段、不同模式等都适用的智能〓算法,能够设计超小尺寸的片上集成光子器件。在该工作中,他们利用智能算法←设计出多种易集成的平面结◣构,将入射的TE和TM模式路由他到不同输出端口,选用微纳工艺成熟的硅基材料进行了实验。受已有条╲件限制,器件的制备和测试在北京大学物理学院完成。该器〒件工作在近红外波段,最〖大透过率为85%,两种偏№振模式输出对比度超过11 dB,器件尺寸仅呵呵你叫我们住手就住手了为970 nm × 1240 nm,是目卐前已知实验报道中的通过算法设计的尺寸最小的以琳达这种受过训练偏振路由纳米器件。每个单元结构的平均位置误差容忍度20 nm左右,在当前的微加工技术精◆度以内。同时,他们为了实现从空间光到片↑上传输的高效率耦合,用所发展的智能算法设计出高效耦合的无序光栅∏结构,分别作为TE和TM模式的耦合端。该工作为实现Ψ 片上偏振路由纳米器件ω 提供了一种高效、通用的◤实现方法,也为片看孙树凤上集成全光器件的实现带来新⊙的启发和通用的设计思路,将极大地促进纳米光子集成器件的发展,及其在高密度集成度光子芯片中的应用。相关研究工作发表在∞Wiley出版社的《Advanced Optical Materials》期刊上,被Materials Views China科技网站和微但是在路灯那卑微信同时进行了报道(https://www.materialsviewschina.com/2020/03/43674/),也被两江科技评论进行父亲了报道,该工作同时」被编辑选为期刊封面进行亮点报♀道。

                图 由耦合强度γ和增益损○耗量κ决定的█二维拓扑相图。拓把我们搁浅在外面扑相界面由数学关系tanγ=cosh(2κ)描述。

                  在拓扑实力才行光子学方面,与北京大学〖物理学院胡小永教授合作,发现在二维PT对称构型的耦合谐振环阵列光子拓喜气洋洋扑绝缘体中存在拓扑相¤变;并且揭示了产生拓扑相现在就掌握在了变的内在条件:首次给出了由耦合强度与增益损耗量共同决定的机会呢解析关系。相关研究成果发表在物理学顶☆级期刊《Physical Review Letters》上,特别感谢回复审稿意见过程香港科技大学物理系C. T. Chan教授和清华大学物¤理系刘永椿副教授的帮助。

                  拓扑光子怪哉学是光学领域十分活跃的研究方向,非厄米拓扑冲去一般体系因其存在更丰富的物理现象及重要的应用潜力在近年来受到关注,但是非厄摸样米拓扑系统的内在物理十分复杂,因而在※二维非厄米拓扑光子体系中实现拓扑相变以及精确的主动自认为自己这点风度还是有调控面临巨大挑战。他们采用传输矩阵方法分析▼了满足PT对称性】的耦合谐振环阵列光子拓扑绝缘体,通过计算体系能带结构证明了该非厄米体系中存在拓扑相变,并通过代数分析得到了描述」拓扑相变发生条件的我们是不可能解析关系式,由此解析关系】即得到了该非厄米系统的一个二维拓扑相图。研究结果显█示,通过对巨响中系统主环外加泵浦的方式,即可在拓扑非□平凡态与平凡态间切换。这一生分发现为调控光子拓扑绝缘体拓扑相变提供了一个新的维度,对主动调控拓扑态的进一步发展具有□ 指导作用,并对非厄米拓扑光子学的进一步研究具有启发意义。

                  此外,他们受光学领域顶级期刊美国光学◣学会《Advances in Optics and Photonics》期刊编眸子里透着惊讶辑邀请,撰写了七十余页的∴综述文章“Photonic molecule quantum optics”,全面概述了光分子量子光学的基本原理、研究现状和发展¤趋势,为快速发展的光帮手一招还没有使尽分子量子光学领域提供一个通用『的框架,包括你给我住嘴实现结构和材料框架、基本物理机制、在集成⌒ 光子器件中的应用、面临的挑▲战和发展方向及展望。文章发表后成为该期刊当月下载量最高的十篇文章之一。

                  以上研究工作得到了国家自然科▼学基金委、北京理工大学青年教师刹那间学术启动计划、国家重点研发计〗划、量子物质科学协同创新中心、极端光学协同创新中心和北京市㊣科学技术委员会等这份资料太详细了的支持。

                  文章信息:(*为通讯】作者)

                  [1] Cuicui Lu,* Zhouhui Liu, You Wu, Zhiyuan Xiao, Dongyi Yu, Hongyu Zhang, Chenyang Wang, Xiaoyong Hu,* Yong-Chun Liu, Xiaohong Liu, and Xiangdong Zhang, Nanophotonic polarization routers based on intelligent algorithm, Advanced Optical Materials 8, 1902018 (2020).

                  [2] Yutian Ao, Xiaoyong Hu,* Yilong You, Cuicui Lu,* Yulan Fu, Xingyuan Wang,* Qihuang Gong, Topological Phase Transition in Non-Hermitian Coupled Resonator Array, Physical Review Letters 125, 013902 (2020).

                  [3] Kun Liao, Xiaoyong Hu,* Tianyi Gan, Qihang Liu, Zhenlin Wu, Xilin Feng, Chongxiao Fan, Cuicui Lu,* Yongchun Liu, and Qihuang Gong, Photonic-Molecule Quantum Optics, Advances in Optics and Photonics 12, 60 (2020).

                 

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