Een internationaal team van onderzoekers heeft het samenspel van topologie en niet-Hermitische fysica met niet-lineaire effecten onderzocht. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep beschrijft het construeren van een optische golfgeleiderrooster met behulp van een vooringenomen fotorefractief kristal en experimenten die niet-lineaire effecten introduceren. Piotr Roztocki en Roberto Morandotti met INRS-Énergie, Matériaux et Télécommunications hebben een Perspective-stuk gepubliceerd in hetzelfde tijdschriftnummer waarin de voordelen worden geschetst van het bestuderen van niet-lineaire systemen en het werk van het team aan deze nieuwe inspanning.

Zoals Roztocki en Morandotti opmerken, niet-lineariteit is diepgaand bestudeerd - het gebruik ervan in kunstmatige netwerken en andere digitale elektronische toepassingen, bijvoorbeeld, heeft het bereik van dergelijke toepassingen aanzienlijk uitgebreid. Maar ze merken ook op dat er gebieden zijn waar onderzoek ontbreekt. Ze wijzen erop, bijvoorbeeld, dat systemen die zowel niet-Hermitische als topologische elementen bevatten, helemaal niet zijn bestudeerd. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben geprobeerd deze hiaten aan te pakken door te kijken naar het samenspel van topologie en niet-Hermitische fysica wanneer niet-lineaire effecten worden geïntroduceerd.

Het werk van het team omvatte het bouwen van een optisch golfgeleiderrooster (met een Su-Schrieffer-Heeger-configuratie) met behulp van een vooringenomen fotorefractief kristal. Dergelijke platforms zijn in een breed scala aan onderzoeken gebruikt omdat ze zo'n gemakkelijke toegang tot de functies ervan mogelijk maken, met name het opnieuw configureren van de golfgeleider.

De experimenten omvatten het wijzigen van de niet-lineaire respons van de golfgeleider, waardoor scherpstellen en onscherpstellen mogelijk was en vervolgens de manier veranderde waarop licht door het rooster ging. Door dit te doen, ze waren in staat om zowel de vernietiging als het herstel van staten in de niet-Hermitische topologie aan te tonen - met name, via niet-lineaire besturing.

De onderzoekers bestudeerden ook de gevoeligheid van hun systeem in delen die ze beschreven als uitzonderlijke punten in tegenstelling tot die in de buurt van beschermde staten. Ze ontdekten dat de stabiliteit van de geërfde topologische beschermende toestanden afnam van de beschermde modi, afhankelijk van hoe dicht ze bij de uitzonderlijke punten waren.

Roztocki en Morandotti suggereren dat het werk de deur heeft geopend voor verder onderzoek naar niet-lineaire effecten in overlappende disciplines, misschien leidend tot de ontwikkeling van nieuwe soorten apparaten.

© 2021 Science X Network