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(noticias nanowerk) Los aisladores topológicos de orden superior son materiales inusuales que pueden soportar estados topológicamente protegidos. Los estados de disclinación descubiertos recientemente también pertenecen a la clase de estados topológicos de orden superior, pero están ligados al límite de defecto de disclinación del aislante topológico de orden superior y pueden predecirse utilizando el principio de correspondencia de disclinación masiva. Hasta ahora, los estados de disclinación topológica sólo se han observado en el dominio lineal, mientras que la interacción entre no linealidad y topología en los sistemas con disclinación nunca se ha investigado experimentalmente.
En un nuevo artículo publicado en Ciencia de la luz y aplicación (“Observación de estados de disclinación no lineal”), un equipo de científicos dirigido por el profesor Yaroslav V. Kartashov del Instituto de Espectroscopia de la Academia Rusa de Ciencias, Rusia, y el profesor Yiqi Zhang del Laboratorio Clave de Dispositivos y Electrónica Física del Ministerio. of Education y Shaanxi Key Lab of Information Photonic Technique de la Universidad Xi’an Jiaotong, China, han informado de la primera observación experimental de los estados de disclinación fotónica no lineal en matrices de guías de ondas con núcleos de disclinación pentagonal o heptagonal escritos en un medio óptico transparente utilizando el láser FS. técnica de escritura.
Los estados de disclinación no lineales pueden excitarse eficientemente mediante haces de entrada gaussianos cuando se enfocan en las guías de ondas asociadas con el núcleo de disclinación del conjunto. Su localización espacial puede controlarse mediante la potencia del haz de entrada. También se estudian los estados de las esquinas y los estados de los bordes en estas estructuras con disclinaciones. Debido a la compacidad de los estados de disclinación, resultan ventajosos para amplificar efectos no lineales y realizar un láser estable.
Además, las redes de disclinación se pueden utilizar en el diseño de diversos dispositivos funcionales topológicos no lineales. Por ejemplo, las rejillas de disclinación se pueden utilizar potencialmente para realizar efectos láser en estados con diferente vorticidad que están limitados por la simetría rotacional discreta de la estructura. Además, dado que los estados de disclinación coexisten con los estados topológicos de las esquinas en estos sistemas, es posible observar un cambio entre el láser en estos dos modos topológicos diferentes.
Los estados de disclinación que ocurren en estructuras aperiódicas, que surgen debido a deformaciones específicas de conjuntos periódicos, difieren significativamente de las geometrías de aisladores de orden superior consideradas hasta ahora, ya que los sistemas con disclinaciones pueden exhibir simetrías rotacionales discretas que son incompatibles con las simetrías cristalinas y no pueden realizarse en órdenes superiores habituales. Solicite aisladores de masa periódicos. Estudiar la interacción de los efectos no lineales y la topología en estructuras con discclinaciones y diferentes simetrías rotacionales discretas podría abrir una nueva vía para una exploración en profundidad del comportamiento y las aplicaciones de estados topológicos de orden superior. Estos científicos resumen los resultados:
«Los estados de disclinación no lineal abren nuevas perspectivas para el estudio de efectos no lineales en sistemas topológicos con disclinaciones y podrían inspirar nuevas ideas en el diseño de dispositivos ópticos funcionales compactos».
«Los resultados son relevantes para varias áreas de la ciencia, incluidos los condensados de Bose-Einstein y Polariton, donde se pueden generar potenciales con las disclinaciones», agregaron los autores.
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