Photonic Topological Spin Pump in Synthetic Frequency Dimensions

物理 拓扑(电路) 绝热过程 磁场 颠倒 光子学 经典力学 量子力学 数学 组合数学 复合材料 材料科学
作者
Jung H. Suh,G. T. Kim,Hyungchul Park,Shanhui Fan,Namkyoo Park,Sunkyu Yu
出处
期刊:Physical Review Letters [American Physical Society]
卷期号:132 (3)
标识
DOI:10.1103/physrevlett.132.033803
摘要

Reducing geometrical complexity while preserving desired wave properties is critical for proof-of-concept studies in wave physics, as evidenced by recent efforts to realize photonic synthetic dimensions, isospectrality, and hyperbolic lattices. Laughlin's topological pump, which elucidates quantum Hall states in cylindrical geometry with a radial magnetic field and a time-varying axial magnetic flux, is a prime example of these efforts. Here we propose a two-dimensional dynamical photonic system for the topological pumping of pseudospin modes by exploiting synthetic frequency dimensions. The system provides the independent control of pseudomagnetic fields and electromotive forces achieved by the interplay between mode-dependent and mode-independent gauge fields. To address the axial open boundaries and azimuthal periodicity of the system, we define the adjusted local Chern marker with rotating azimuthal coordinates, proving the nontrivial topology of the system. We demonstrate the adiabatic pumping for crosstalk-free frequency conversion with wave front molding. Our approach allows for reproducing Laughlin's thought experiment at room temperature with a scalable setup.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
QianchengZhao应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
liushikai应助科研通管家采纳,获得20
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
CipherSage应助fanli采纳,获得10
1秒前
xuemengyao发布了新的文献求助10
1秒前
CipherSage应助smz采纳,获得10
1秒前
yyyyyyy发布了新的文献求助10
2秒前
dyfsj发布了新的文献求助10
2秒前
木棉完成签到,获得积分10
2秒前
荣无招完成签到,获得积分10
2秒前
小熊饼干完成签到,获得积分10
2秒前
正直寄云完成签到,获得积分20
2秒前
野性的芹菜完成签到,获得积分20
2秒前
Allen发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
领导范儿应助年轻亦竹采纳,获得10
4秒前
英姑应助111采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
wang发布了新的文献求助10
5秒前
ABAB发布了新的文献求助10
5秒前
wddmj完成签到,获得积分10
5秒前
wangmengcheng发布了新的文献求助10
5秒前
王东完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
舒心宛完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
冰菱完成签到,获得积分10
7秒前
LiHaodong发布了新的文献求助10
7秒前
酷波er应助魔幻冰岚采纳,获得10
7秒前
LLL完成签到 ,获得积分10
7秒前
罗先斗完成签到,获得积分10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6017229
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7601593
关于积分的说明 16155238
捐赠科研通 5165029
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2764811
邀请新用户注册赠送积分活动 1746022
关于科研通互助平台的介绍 1635112