Wetenschap
Informatie-entropie maakte het mogelijk om de topologische fotonische fase in de echte ruimte te identificeren
Onderzoekers onder leiding van prof. Xiaoyong Hu van de Universiteit van Peking, China, zijn geïnteresseerd in topologische fotonica. Ze hebben een interdisciplinaire aanpak voorgesteld om de topologische systemen te bestuderen door middel van informatie-entropie (IE) in de echte ruimte.
Het werk is gepubliceerd in het tijdschrift Frontiers of Optoelectronics .
Topologische fotonica speelt een belangrijke rol op het gebied van fundamentele fysica en fotonische apparaten. Het Kagome-model, het Su-Schrieffer-Heeger (SSH)-model en de andere topologische modellen worden gebruikt als platform om het nieuwe natuurkundige fenomeen te bestuderen, en als leidraad voor het ontwerpen van nieuwe fotonische apparaten zoals topologisch beschermde lasers en robuuste transmissie-apparaten. P>
Tot nu toe hebben onderzoekers de topologische toestanden in een fotonisch kristal meestal beoordeeld op basis van drie criteria:de topologische invariant, inclusief Tsjernnummer, wikkelingsgetal en Z2 topologische invariant; de eigenwaardeverdelingen of gaten in de band van fotonicakristallen; en de elektrische veldverdelingen van de topologische toestanden.
Bijna alle voorgaande methoden zijn afhankelijk van de bandstructuren in de momentumruimten. Het is echter over het algemeen ingewikkeld om de topologische eigenschappen in de momentumruimte te analyseren, vooral als er verstoringen in het systeem voorkomen. De verstoringen zullen zelfs leiden tot het sluiten van de bandgap van het topologische systeem, wat problemen zal opleveren bij het analyseren van de topologie in de momentumruimte.
Het Kagome-model wordt gebruikt als voorbeeld van theoretische berekeningen, en het verdwijnende proces van de topologische randtoestanden (TES's) wordt waargenomen met IE. De IE-methode kan worden gebruikt om de TES-modusverdelingen en topologische faseovergangen te analyseren. Deze methode kan ook worden uitgebreid naar het SSH-model en het fotonische kristal van Valley-Hall.
Het onderzoek biedt een methode om de topologische fotonische fase te bestuderen op basis van de informatietheorie, en een mogelijkheid om de fysische eigenschappen te analyseren door gebruik te maken van interdisciplinariteit.