中国科学院 制作样品的扫描电子显微镜图像
假彩色三角形标记了拓扑空腔的内部
排放能量与
泵浦能量依赖性显示出向激射的阈值转变
样品在980纳米波长下以10千赫的重复频率以8纳秒的脉冲被光泵浦
泵浦强度(c)低于和(d)高于激光阈值时发射的空间分布
荣誉:达里娅·斯米尔诺娃、阿迪蒂亚·特里帕蒂、谢尔盖·克鲁克、黄敏秀、哈瑞姆·金、朴洪久和尤里·基夫沙尔 拓扑光子学为稳健的光操纵以及具有改进的可靠性和高级功能的光学器件的智能设计提供了一个有前途的范例，这些光学器件由非平凡的能带拓扑所控制
由具有谐振元件和晶格排列的高折射率介电材料制成的纳米结构显示出在纳米尺度和光学片上应用中实现光的拓扑有序的特殊前景
高折射率电介质，例如ⅲ-ⅴ族半导体，可以包含通过拓扑场局域化进一步增强的强光学增益，形成有源拓扑纳米光子学的可编程平台
在《光科学与应用》杂志上发表的一篇新论文中，由澳大利亚国立大学的尤里·基夫沙尔和韩国大学的朴宏久领导的一个科学家团队及其同事已经在掺有ⅲ-ⅴ族半导体量子阱的纳米图形化铟镓砷薄膜中实现了纳米光腔
纳米腔表现出谷霍尔效应的光子模拟
研究人员展示了在该结构的拓扑带隙内的腔模式产生的室温低阈值激光
图像中显示了所制造的结构的扫描电镜图像和实验结果
该空腔基于封闭的谷霍尔畴壁，该畴壁是由二分蜂窝晶格中交错的纳米孔尺寸反转形成的
在拓扑带隙频率范围内，腔支持局限于畴壁的模式的量化频谱
这些图像显示了低于和高于阈值的真实空间发射轮廓
科学家解释说: “在实验中，我们首先观察空腔的自发辐射
发射轮廓显示了沿着与边缘状态相关联的三角形空腔的整个周界的增强
当增加泵浦功率时，我们观察到一个阈值跃迁到窄线宽激光发射，此时发射被限制在三个角上
" 当两个点被隔离时，发射的相干性通过在测量的远场辐射图中观察到的干涉条纹来确认
一个孤立的角落发出一个带有奇点的环形光束
这些发现使得具有非平凡辐射特性的拓扑受控超薄光源迈出了一步
研究人员预测: “所提出的全电介质平台为集成光源的有源拓扑元表面的通用设计带来了希望
这种拓扑纳米腔在非线性纳米光子学、低功率纳米激光和腔量子电动力学方面具有巨大的发展潜力
"
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