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光的拓扑光束:概念验证实验
作者:小柯机器人 发布时间:2025/3/14 16:21:35

韩国汉阳大学Jae Woong Yoon团队对光的拓扑光束进行了一项概念验证实验。这一研究成果发表在2025年3月13日出版的《光:科学与应用》杂志上。

由于依赖于复杂的启发式优化程序,纳米光子系统中的光束整形仍然是一个挑战。在这项工作中,研究组通过实验证明了一种使用元曲面中的Jackiw-Rebbi态进行拓扑波束整形的新方法。通过制造具有工程狄拉克质量分布的薄膜介电结构,他们创建了允许精确控制光束轮廓的畴壁。

研究组观察了Jackiw-Rebbi状态的出现,并确认了其局部特征。值得注意的是,他们通过精心定制狄拉克质量分布来实现平顶光束轮廓,突出了这种方法在定制光束整形方面的潜力。这一实验实现将该方法确立为一种基于拓扑物理学的光束控制新机制,并为纳米光子设计提供了一种有效的策略。

附:英文原文

Title: Topological beaming of light: proof-of-concept experiment

Author: Choi, Yu Sung, Lee, Ki Young, An, Soo-Chan, Jang, Minchul, Kim, Youngjae, Yoon, Seungjin, Shin, Seung Han, Yoon, Jae Woong

Issue&Volume: 2025-03-13

Abstract: Beam shaping in nanophotonic systems remains a challenge due to the reliance on complex heuristic optimization procedures. In this work, we experimentally demonstrate a novel approach to topological beam shaping using Jackiw-Rebbi states in metasurfaces. By fabricating thin-film dielectric structures with engineered Dirac-mass distributions, we create domain walls that allow precise control over beam profiles. We observe the emergence of Jackiw-Rebbi states and confirm their localized characteristics. Notably, we achieve a flat-top beam profile by carefully tailoring the Dirac-mass distribution, highlighting the potential of this method for customized beam shaping. This experimental realization establishes our approach as a new mechanism for beam control, rooted in topological physics, and offers an efficient strategy for nanophotonic design.

DOI: 10.1038/s41377-025-01799-w

Source: https://www.nature.com/articles/s41377-025-01799-w

期刊信息

Light: Science & Applications《光:科学与应用》,创刊于2012年。隶属于施普林格·自然出版集团,最新IF:19.4

官方网址:https://www.nature.com/lsa/
投稿链接:https://mts-lsa.nature.com/cgi-bin/main.plex