Insulator Chern Floquet berdasarkan kristal fotonik nonlinier tercapai
Dalam beberapa tahun terakhir, insinyur dan ilmuwan material telah berusaha merancang sistem optik baru di mana partikel cahaya (yaitu foton) dapat bergerak bebas dan secara bermanfaat, terlepas dari cacat dan ketidaksempurnaan. Fasa topologis, keadaan unik dari materi yang tidak didefinisikan oleh sifat lokal, tetapi oleh fitur non-lokal dan global, dapat memungkinkan pergerakan foton yang kuat meskipun ada cacat pada material.
Berlangganan ke kaminewsletteruntuk pembaruan berita sains dan teknologi terbaru.
Para peneliti dari University of Pennsylvania dan University of California-Santa Barbara baru-baru ini menunjukkan realisasi Floquet Chern insulators, material di mana penerapan berkala medan cahaya osilasi atau medan eksternal lainnya menghasilkan fase topologis unik, dalam sistem fotonic nonlinier. Insulator yang disajikan dalam makalah mereka, yang merupakanditerbitkandiNature Nanoteknologiyang didasarkan pada kristal fotonik nonlinear, material dengan pola berulang yang dapat mengontrol penyebaran cahaya dan merespons secara berbeda terhadap cahaya dengan intensitas yang berbeda.
Photonik topologis mengeksplorasi sistem fotonik yang menunjukkan ketangguhan terhadap cacat dan ketidakteraturan, yang diizinkan oleh perlindungan dari fase topologis di bawahnya,” tulis Jicheng Jin, Li He dan rekan-rekannya dalam makalah mereka. “Fase-fase ini biasanya direalisasikan dalam sistem optik linier dan digambarkan oleh struktur pita fotonik intrinsik mereka. Kami secara eksperimen meneliti isolator Chern Floquet dalam kristal fotonik nonlinier yang secara berkala diberi dorongan, di mana fase topologis dikendalikan oleh polarisasi dan frekuensi medan penggerak.
Sebagai bagian dari studi mereka, Jin, He dan rekan-rekannya terlebih dahulu merealisasikan kristal fotonik nonlinier yang berinteraksi kuat dengan medan cahaya. Selanjutnya, mereka secara berkala menerapkan cahaya dengan polarisasi dan frekuensi yang berbeda pada kristal-kristal ini.
Untuk menyelidiki secara langsung berbagai mode cahaya dalam kristal, para peneliti memanfaatkan proses optik nonlinier yang dikenal sebagai “generasi frekuensi jumlah.” Proses ini melibatkan pengumpulan pengukuran melalui kombinasi dua sinar cahaya menjadi sinar baru pada jumlah frekuensinya.
Penyelidikan pengukuran generasi frekuensi jumlah kami menunjukkan hibridisasi kuat dari pita fotonic Floquet,” tulis para penulis. “Spektrum yang diukur tetap tanpa celah di bawah dorongan yang linear tetapi menjadi berceceran di bawah dorongan yang berpolarisasi melingkar. Analisis teoretis membenarkan bahwa celah Floquet bersifat topologis, yang ditandai oleh angka Chern yang tidak nol—sebuah konsekuensi dari pemecahan simetri waktu balik yang dipicu oleh medan penggerak yang berpolarisasi melingkar.
Pada akhirnya, Jin, He, dan rekan-rekannya berhasil secara sukses menginspirasi fase topologis cahaya dalam kristal fotonik nonlinier melalui penggerak periodik mereka. Metode eksperimen yang mereka gunakan dapat segera membuka jalan bagi studi lanjutan yang bertujuan untuk memahami lebih baik proses-proses fisika dasar.
Pada masa depan, isolator Chern Floquet yang mereka wujudkan juga dapat dimanfaatkan untuk pengembangan berbagai teknologi, termasuk sistem komunikasi optik, sistem di mana pemrosesan sinyal dilindungi dan perangkat optoelektronika nonlinier inovatif.
“Karya ini menawarkan peluang untuk mengeksplorasi peran nonlinier optik klasik dalam fase topologis dan aplikasinya dalam optoelektronika nonlinear,” tulis Jin, He dan rekan-rekannya.
Ditulis untuk Anda oleh penulis kamiIngrid Fadelli,diedit olehGaby Clark, dan diverifikasi fakta serta ditinjau olehRobert Egan—artikel ini adalah hasil dari pekerjaan manusia yang teliti. Kami bergantung pada pembaca seperti Anda untuk menjaga hidup jurnalisme sains independen. Jika pelaporan ini penting bagi Anda, harap pertimbangkan sebuahdonasi(terutama bulanan).
Informasi lebih lanjut:Jicheng Jin dkk, Menuju Isolator Chern Floquet Cahaya,Nature Nanoteknologi(2025).DOI: 10.1038/s41565-025-02003-1.
© 2025 Jaringan Science X
Cerita ini pertama kali diterbitkan diBisakimia.
- 15 Kalimat Orang Pintar Sering Ucapkan Menurut Penelitian - November 9, 2025
- Insulator Chern Floquet berdasarkan kristal fotonik nonlinier tercapai - November 9, 2025
- 20 Soal Tryout PPG PAI Kemenag 2025 Batch 3 Lengkap Jawaban dan Pembahasan - November 9, 2025
Leave a Reply