Sin embargo, la conexión inherente entre estos BO existentes en los sistemas Floquet sigue siendo difícil de alcanzar, y es necesario desarrollar una teoría general sobre los BO en los sistemas Floquet. Además, como clave para desentrañar el mecanismo del transporte subyacente, la observación visual de los BO en los sistemas Floquet permanece en gran medida inexplorada en los experimentos.

En un artículo publicado en Light:Science &Applications , un equipo de científicos dirigido por el profesor Xuewen Shu de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, China, y el profesor Xiankai Sun de la Universidad China de Hong Kong, RAE de Hong Kong, China, ha generalizado las oscilaciones de Bloch a redes fotónicas de Floquet.

Esto condujo a las "oscilaciones fotónicas de Floquet-Bloch (FBO)", que se refieren a oscilaciones fotónicas de Bloch reescaladas con un período de mínimo común múltiplo extendido del período de modulación y el período de oscilación de Bloch. Los FBO fotónicos ocurren para la modulación de Floquet arbitraria cuando la relación racional entre el período de modulación de Floquet y el período de oscilación de Bloch no es un número entero. Bajo este marco, los QBO y SBO convencionales ahora pueden unificarse y tratarse como dos casos especiales de FBO.

Al emplear microscopía de fluorescencia de guía de ondas, visualizaron directamente la respiración y los movimientos oscilatorios de los FBO fotónicos en matrices de guías de ondas escritas con láser de femtosegundo. Significativamente, investigaron experimentalmente dos propiedades exóticas de los FBO fotónicos, a saber, el espectro fractal y el túnel de Floquet fraccional.

Con esta idea, sugirieron que los FBO fotónicos constituyen un fenómeno de transporte único por sí solo, además de ser una generalización de los BO existentes en los sistemas Floquet.

Para visualizar las oscilaciones de Bloch en una red fotónica de Floquet, consideraron una serie de guías de ondas ópticas de curvatura circular con una modulación periódica.

La evolución espacial de la luz de baja potencia en la red propuesta es análoga a la evolución temporal de electrones que no interactúan en un potencial periódico sujeto a un campo eléctrico. La coordenada de propagación z actúa como "tiempo" y la curvatura de las guías de ondas se percibe como una fuerza de campo eléctrico efectiva que actúa sobre las ondas de luz. La trayectoria de flexión circular introduce una fuerza de campo eléctrico constante responsable de los BO.

La trayectoria de flexión periódica introduce una fuerza de campo eléctrico periódica, que sirve como modulación de Floquet. Por lo tanto, la red propuesta puede soportar una realización experimental de las oscilaciones de Bloch en una red fotónica de Floquet. En los experimentos, implementaron excitación de luz visible mediante un láser He-Ne (633 nm) y capturaron señales fluorescentes (650 nm) emitidas por las guías de ondas.

La señal fluorescente de la vista superior registra los intrincados detalles de la evolución continua, lo que permite un análisis cuantitativo preciso. Tanto para excitaciones de sitio único como de haz amplio, las observaciones visuales de BO en redes fotónicas de Floquet y los análisis cuantitativos correspondientes tienen una excelente concordancia con los respectivos resultados simulados.

Las oscilaciones fotónicas de Floquet-Bloch son esencialmente un fenómeno coherente que puede extenderse fácilmente a diversos sistemas físicos, como átomos ultrafríos, redes de frecuencia sintéticas y caminatas cuánticas. La observación visual de FBO fotónicos es clave para comprender el mecanismo de transporte subyacente, que tiene un impacto significativo tanto en la investigación fundamental como en las aplicaciones prácticas.

Para la investigación fundamental, la simple visualización del fenómeno y el alto control de la estructura fabricada permiten una mayor exploración de una rama de fenómenos fundamentales que involucran FBO, como la interacción entre FBO y redes binarias, redes no hermitianas y no linealidad óptica. /P>

Para aplicaciones prácticas, la manipulación demostrada de ondas ópticas se puede implementar en diversos sistemas de ondas y puede ofrecer nuevos conocimientos sobre amplias aplicaciones en manipulación de ondas, procesamiento de señales, conversión de frecuencia de alta eficiencia y medición de precisión.