Nws tau nkag siab tias hom tshiab ntawm cov cuab yeej hu ua topological laser tuaj yeem tawm lub teeb zoo dua li cov lasers ib txwm muaj. Tam sim no, cov kws tshawb fawb tau tsim thawj lub tshuab hluav taws xob topology laser uas ua haujlwm ntawm chav tsev kub, uas tuaj yeem siv rau hauv kev sib txuas lus.
Topology yog ib ceg ntawm kev ua lej uas kawm txog yam uas zoo li yuav muaj sia nyob deformation. Piv txwv li, ib yam khoom zoo li lub nplhaib yuav deform rau hauv lub khob, thiab lub qhov nyob rau hauv lub nplhaib tsim lub qhov nyob rau hauv lub kov ntawm lub khob. Txawm li cas los xij, cov khoom no tsis tuaj yeem hloov pauv mus rau qhov sib txawv, tsis muaj qhov ntxeem tau.
Siv qhov kev xav ntawm topology, cov kws tshawb fawb tau tsim thawj lub tshuab hluav taws xob topological insulator hauv xyoo 2007. Cov insulator no yog sab hauv insulated thiab externally conductive. Cov hluav taws xob txav mus los ntawm cov npoo lossis qhov chaw ntawm cov khoom siv no tiv thaiv kev cuam tshuam uas yuav hloov tau lawv cov dej ntws, thiab hu ua "topologically tiv thaiv".
Cov kws tshawb fawb tau tsim photonic topological insulators nyob rau hauv uas lub teeb muaj kev tiv thaiv zoo ib yam. Cov ntaub ntawv no muaj kev hloov pauv tsis tu ncua hauv cov qauv, kom lub teeb ntawm ib lub wavelength tshwj xeeb ntws raws lawv sab nrauv, thiab tsis muaj kev tawg lossis poob txawm nyob rau ntawm cov ces kaum thiab qhov tsis xws luag.
Cov kauj ruam tom ntej yog los tsim cov lasers uas suav nrog kev tiv thaiv topological. Qhov zoo ntawm topological laser no tsuas yog ua tau zoo tsim lub teeb ntawm ib qho kev xav wavelength, es tsis txhob siv lub zog los ntawm kev tsim cov wavelengths uas tsis xav tau. Tsis tas li ntawd, "lawv tsis hnov mob rau qhov tsis xws luag uas yuav tshwm sim thaum tsim khoom lossis ua haujlwm", uas txhais tau hais tias txawm tias lawv muaj qhov tsis xws luag, lawv yuav tsim lub teeb ntshiab, hais tias Mercedeh Khajavikhan, tus kws kho mob ntawm University of Southern California hauv Los. Angel. Yog li ntawd, topological Lasers tuaj yeem pom cov zis ntau dua thiab muaj zog dua hauv cov txheej txheem ntau lawm.
Txawm li cas los xij, thawj topology lasers xav tau ib lub laser sab nraud los ua kom lawv ua haujlwm, uas txwv tsis pub siv cov tswv yim. Tsis ntev los no, cov kws tshawb fawb tau tsim hluav taws xob ua hluav taws xob topological lasers, tab sis cov lasers no xav tau qhov kub thiab txias ntawm -264 degree, uas kuj txwv lawv cov ntawv thov.
Txoj kev tshawb no tus thawj coj sau ntawv Jae-Hyuck Choi ntawm University of Southern California, Khajavikhan, thiab lwm cov npoj yaig tau tsim thawj lub tshuab hluav taws xob hauv chav-kub topological laser. Lawv tau piav qhia lawv qhov kev tshawb pom hauv Lub Rau Hli 8 qhov teeb meem ntawm Nature Communications.
Cov cuab yeej tshiab muaj 10 × 10 lub nplhaib network, txhua lub nplhaib 30 microns dav. Cov rings no txuas rau ib leeg los ntawm cov nplhaib me me txog 5 microns dav. Tag nrho cov rings no yog cov khoom siv sandwich tsim los ntawm ntau txheej semiconductors, xws li indium gallium arsenide, indium phosphide, thiab indium gallium indium arsenide.
Lub laser ib txwm muaj tsuas yog ib lub resonant kab noj hniav uas khaws lub teeb lub zog, thiaj li hais tias nws muaj peev xwm tsim lub teeb laser. Ib txoj hauv kev los ua kom lub zog tso zis ntawm lub laser yog muab nws cov kab noj hniav loj dua, tab sis qhov no yuav ua rau lub laser emit ntau zaus tsis yog ib qho. Khajavikhan tau hais tias lub tshuab thev naus laus zis tshiab no siv nws lub nplhaib 10 × 10 raws li ntau lub suab sib txuas ua ke, "ib yam li tsim lub tsev nrog ntau chav" los pab tawm lub teeb ntshiab ib leeg.
Thaum cov electrodes ntawm ntug ntawm lub array yog hluav taws xob twj tso kua mis mus rau hauv daim phiaj, lub halo ua laser lub teeb nrog ib tug wavelength ntawm 1.5 microns, uas yog lub feem ntau siv wavelength nyob rau hauv optical fiber kev sib txuas lus. Qhov loj thiab geometry ntawm lub nplhaib, qhov chaw nyob nruab nrab ntawm lub nplhaib, thiab qhov tshwj xeeb thickness thiab muaj pes tsawg leeg ntawm semiconductor txheej pab kom ntseeg tau tias lub teeb nyob rau hauv lub laser yog topologically tiv thaiv.
Kev tiv thaiv topological pab lub laser ua haujlwm, txawm tias qee lub nplhaib yuav ploj. Lub topology ntawm lub cuab yeej tseem pab kom ntseeg tau tias lub teeb nws tawm yuav luag txhua qhov xav tau wavelengths-ib qho zoo sib xws, qhov chaw ntawm lub nplhaib sib txawv me ntsis, yog li cov topology txawv, thiab nws emits tsawg lub teeb tsim los ntawm ntau qhov sib txawv wavelengths. . Ntshiab spectrum.
"Topological photonics tau ua rau nws muaj peev xwm rau kev sib txuas ntawm ntau lub resonators kom paub txog cov haujlwm tshiab thiab txhim kho," Khajavikhan tau hais. "Los ntawm kev tshaj xov xwm mus rau kev lom neeg ecosystems, kev sib txuas txiav txim siab lub luag haujlwm hauv lub network, Ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev ua tiav thiab kev rov ua haujlwm."
