Los sistemas optoelectrónicos y fotónicos simétricos de paridad en el tiempo se están explorando intensamente recientemente, que ha estado produciendo importantes resultados físicos y tecnológicos fundamentales. Una de las principales características de un sistema simétrico PT es su efectividad en la selección de modo en láser monomodo, en el que habitualmente se emplean dos resonadores acoplados en cruz y separados espacialmente con geometrías idénticas. Un sistema láser simétrico de PT tiene una diferencia de ganancia muy mejorada entre el modo dominante y los modos laterales, haciendo posible así la oscilación monomodo. Sin embargo, Los requisitos estrictos no solo conducen a una mayor complejidad estructural, Alto costo, y fuerte susceptibilidad a perturbaciones ambientales, pero también limitan la compacidad cuando se requieren dispositivos en chip.

En un nuevo artículo publicado en Ciencias de la luz y aplicaciones , un equipo de científicos, dirigido por el profesor Jiejun Zhang del Laboratorio Clave Provincial de Guangdong de Detección y Comunicaciones de Fibra Óptica, Instituto de Tecnología Fotónica, La Universidad de Jinan ha propuesto una nueva técnica destinada a realizar la simetría PT en un solo resonador espacial. Mediante la manipulación de la respuesta dependiente de la polarización del resonador espacial, frecuencias propias localizadas, ganar, pérdida, y los coeficientes de acoplamiento de dos bucles polarimétricos formados por luces de estados de polarización ortogonal se pueden sintonizar para lograr la simetría PT. El concepto de simetría PT polarimétrica propuesto abre nuevas vías para la implementación de sistemas fotónicos no hermitianos, en el que una variedad de parámetros ópticos, incluida la polarización, longitud de onda, modo transversal y momento angular óptico, puede ser usado.

Como demostración, Se implementa un láser de anillo de fibra basado en este concepto que admite láser estable y monomodo sin utilizar un filtro óptico de alta Q. El sistema PT-simétrico se implementa en un solo bucle de fibra con diversidad polarimétrica. En el experimento, el láser de anillo de fibra tiene una longitud de cavidad de 41 m con un espaciamiento de modo tan pequeño como 4.88 MHz. El empleo de la simetría PT polarimétrica permite la supresión efectiva de los modos laterales con una relación de supresión superior a 47,9 dB. El ancho de línea de la luz generada por el láser de anillo de fibra se mide en 129 kHz con un rango de longitud de onda sintonizable de 35 nm.

"En un solo bucle de fibra física, la diversidad polarimétrica se implementa controlando los estados de polarización de la luz mediante controladores de polarización. Se incorpora un amplificador de fibra dopada con erbio para proporcionar una ganancia óptica. Sintonizando la pérdida, ganancia y fuerza de acoplamiento de los dos modos polarimétricos, Se implementa la simetría PT, que se puede observar en el espectro de salida. Dado que solo se requiere un único bucle físico, la implementación se simplifica significativamente, y la estabilidad ha mejorado mucho ".

"El ancho de línea láser medido es de 129 kHz, que se ensancha debido a la alta susceptibilidad del sistema a las perturbaciones ambientales debido a una fibra larga en la cavidad. Al suprimir esos ruidos mediante técnicas de estabilización de cavidades activas o sistemas láser aislados, el ancho de línea puede reducirse a su ancho de línea Lorentziano de 2,4 kH, . ", agregaron.

"La técnica presentada proporciona un nuevo concepto de implementación de la simetría PT en el espacio de parámetros no espaciales en sistemas fotónicos. No se limita al espacio de parámetros polarimétricos, se puede adoptar este concepto construyendo varios espacios de parámetros. Con estructuras físicas simplificadas, este concepto propuesto está listo para ser aplicado en otros campos para promover la aplicación del mecanismo de simetría PT, "concluyen los científicos.