Observation of topologically enabled unidirectional guided resonances

物理 栅栏 极化(电化学) 光子晶体 光学 拓扑(电路) 光子学 光子 超材料 光电子学 化学 数学 物理化学 组合数学
作者
Xuefan Yin,Jicheng Jin,Marin Soljačić,Chao Peng,Bo Zhen
出处
期刊:Nature [Springer Nature]
卷期号:580 (7804): 467-471 被引量:241
标识
DOI:10.1038/s41586-020-2181-4
摘要

Unidirectional radiation is important for various optoelectronic applications, such as lasers, grating couplers and optical antennas. However, almost all existing unidirectional emitters rely on the use of materials or structures that forbid outgoing waves—that is, mirrors, which are often bulky, lossy and difficult to fabricate. Here we theoretically propose and experimentally demonstrate a class of resonances in photonic crystal slabs that radiate only towards one side of the slab, with no mirror placed on the other side. These resonances, which we name ‘unidirectional guided resonances’, are found to be topological in nature: they emerge when a pair of half-integer topological charges1–3 in the polarization field bounce into each other in momentum space. We experimentally demonstrate unidirectional guided resonances in the telecommunication regime by achieving single-side radiative quality factors as high as 1.6 × 105. We further demonstrate their topological nature through far-field polarimetry measurements. Our work represents a characteristic example of applying topological principles4,5 to control optical fields and could lead to energy-efficient grating couplers and antennas for light detection and ranging. Unidirectional radiation is achieved in a photonic crystal slab without the use of mirrors by merging a pair of topological defects carrying half-integer charges.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
武雨寒发布了新的文献求助10
3秒前
Haiverxin完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
顺心的猪完成签到 ,获得积分10
7秒前
科研通AI2S应助罗是一采纳,获得10
7秒前
wpie99完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
12秒前
15秒前
Owen应助DianaRang采纳,获得30
16秒前
罗是一完成签到,获得积分10
19秒前
科研通AI2S应助三里清风采纳,获得10
20秒前
21秒前
22秒前
22秒前
23秒前
23秒前
小娜娜发布了新的文献求助10
24秒前
jie发布了新的文献求助10
25秒前
27秒前
30秒前
毛毛完成签到,获得积分10
30秒前
30秒前
32秒前
rl完成签到,获得积分10
33秒前
666666666666666完成签到,获得积分10
35秒前
归零儿完成签到,获得积分10
36秒前
天真的皓轩完成签到,获得积分10
36秒前
勤恳函完成签到,获得积分10
36秒前
古蓦然完成签到,获得积分10
36秒前
38秒前
39秒前
一二发布了新的文献求助10
39秒前
现实的筮完成签到,获得积分10
39秒前
43秒前
43秒前
上官若男应助耿继生采纳,获得10
43秒前
彭于晏应助jie采纳,获得10
45秒前
凡仔发布了新的文献求助10
47秒前
香蕉觅云应助可爱的采纳,获得10
48秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3134988
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2785963
关于积分的说明 7774538
捐赠科研通 2441779
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1298177
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625088
版权声明 600825