Celosía sintética a lo largo del eje de frecuencia de la luz en dos anillos de fibras acopladas de diferentes longitudes. Crédito:Guangzhen Li, Universidad Jiao Tong de Shanghai
Las dimensiones sintéticas en fotónica ofrecen nuevas y emocionantes formas de manipular la luz, estudiar fenómenos físicos con conectividades exóticas y explorar la física de dimensiones superiores. Los sistemas de resonador de anillo modulados dinámicamente, donde los modos resonantes se acoplan para construir una dimensión de frecuencia sintética, pueden proporcionar una gran flexibilidad experimental y reconfigurabilidad.
La construcción de retículas sintéticas complejas, como las retículas de Lieb y las retículas de panal en múltiples anillos, dará lugar a ricas oportunidades para explorar fenómenos físicos exóticos que actualmente existen solo en el ámbito teórico, como la transición de fase de tiempo de paridad en sistemas no hermitianos y superiores. topologías de orden. Hacia la construcción experimental de entramados multianillos más complicados, la creación de sistemas espaciales de frecuencia sintética en dos anillos de diferentes longitudes es un paso importante.
Como se informa en Fotónica avanzada , un equipo de investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shanghái construyó recientemente un entramado sintético a lo largo de la dimensión de frecuencia. Utilizaron dos anillos acoplados de diferentes longitudes, mientras que el anillo más grande se sometió a una modulación dinámica. Su estudio, que fue la primera demostración experimental de este tipo, observó y verificó las propiedades físicas intrínsecas de dichas redes, especialmente la existencia natural de la banda plana (sin dispersión). También observaron la localización del modo cerca de la banda plana. Estas bandas planas en el espacio sintético se pueden modificar aún más introduciendo acoplamientos de largo alcance en la modulación, lo que permite transiciones de bandas planas a no planas, para el control dinámico de la luz.
(a)-(b) Lectura de estructura de banda resuelta en el tiempo medida desde la salida del puerto de caída del anillo excitado, que exhibe proyecciones de intensidad de la banda en superposiciones de diferentes modos resonantes. ( c ) Espectros de modo resonante resueltos experimentalmente en función de la desafinación de frecuencia y ( d ) las distribuciones de modo correspondientes de dos frecuencias de entrada seleccionadas ubicadas en las bandas plana y dispersiva, respectivamente. (e)-(f) Observaciones de transiciones de banda plana a no plana logradas mediante la adición de acoplamientos de largo alcance. Crédito:Fotónica avanzada (2022). DOI:10.1117/1.AP.4.3.036002
Además, al elegir selectivamente los puertos de entrada y salida para las excitaciones y las mediciones de transmisión, pudieron observar distintos patrones de estructura de bandas. Tales resultados difieren notablemente de trabajos previos sobre física de banda plana. Revelan que las señales en el sistema pueden transportar información óptica de modos de superposición en dimensiones de frecuencia sintética.
Esta demostración de manipulación de luz exótica puede permitir aplicaciones esenciales de comunicaciones ópticas en resonadores basados en fibra o en chip. El trabajo también es potencialmente un hito significativo:la construcción de la red de punta en dos anillos acoplados de diferentes longitudes demuestra la viabilidad experimental de conectar múltiples anillos de diferentes tipos para construir redes complejas más allá de la geometría lineal o cuadrada en el espacio sintético. Los autores anticipan que sus resultados pueden allanar el camino para la realización experimental futura de propuestas teóricas anteriores. La demostración experimental de la disipación topológica en resonadores fotónicos
