آستانه پایین topological nanolasers بر اساس مرتبه دوم گوشه ای دولت

برنامه های topological فوتونیک شده اند به شدت مورد بررسی قرار گرفته از جمله یکی از راه موجبر و topological لیزر. به خصوص topological لیزر را جذب گسترده توجه در سال های اخیر که مطرح شده و نشان داده در سیستم های مختلف از جمله 1D لبه دولت در 2D سیستم 0D مرز دولت در 1D شبکه و توپولوژی فله دولت در اطراف باند لبه. بسیاری از آنها در microscale. Topological nanolaser با رد پای کوچک, آستانه پایین و بالا بهره وری انرژی هنوز به کاوش. به تازگی نوع جدیدی از مرتبه بالاتر عایق توپولوژیک است که پایین تر بعدی مرزی دولت پیشنهاد شده است و نشان داده در بسیاری از سیستم ها از جمله 2D بلور فوتونی. در مرتبه دوم 2D topological بلور فوتونی دال وجود دارد که gapped 1D لبه متحده و اواسط شکاف 0D گوشه ای دولت است. این موضعی گوشه ای دولت جدید را فراهم می کند پلت فرم برای تحقق بخشیدن به topological nanolaser.

در یک مقاله جدید منتشر شده در نور علم و نرم افزار, یک تیم از دانشمندان به رهبری پروفسور Xiulai زو از ملی پکن آزمایشگاهی برای فیزیک ماده چگال انجمن فیزیک, چینی, آکادمی علوم چین و همکاران نشان داده اند یک کم آستانه topological nanolaser در 2D topological بلور فوتونی نانوکاواک. بر اساس مرتبه دوم گوشه ای دولت topological نانوکاواک طراحی و ساخته شده است. عامل کیفیت (Q) است که بیشتر بهینه سازی شده با نظری حداکثر 50000. گوشه ای دولت است که نشان داده می شود مقاوم در برابر نقص در عمده بلور فوتونی. یک لیزری رفتار با آستانه پایین و بالا گسيل خودبخودی جفت عامل (β) مشاهده شده است. عملکرد قابل مقایسه با معمولی نیمه هادی لیزر نشان می دهد که چشم انداز بزرگ در طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی برای topological nanophotonic مدارات.

Topological نانوکاواک متشکل از دو نوع بلور فوتونی با ساختار مشترک bandstructure و توپولوژی های مختلف که توسط 2D Zak فاز. با توجه به انبوه-edge-گوشه مکاتبات اواسط شکاف 0D گوشه ای دولت می تواند ناشی از تدریجی لبه دو قطبی دو قطبی که بسیار موضعی است در تقاطع دو مرز می باشد. پرسش این است که بهینه سازی شده با نرم و صاف توزیع فضایی از گوشه و دولت با تنظیم فاصله (g) بین بی اهمیت و nontrival بلور فوتونی سنگ.

طراحی توپولوژیکی nanocavities با پارامترهای مختلف ساخته شده به GaAs اسلب با چگالی بالا از نقاط کوانتومی InGaAs. روند Q با g موافق و با نظری پیش بینی در حالی که ارزش حدود یک منظور از قدر کمتر از نظری پیش بینی با توجه به نقص ساخت. اگر چه پرسش و تشدید موج گوشه خارجه مستعد ابتلا به اختلال در اطراف گوشه گوشه دولت است topologically محافظت می شود حجم قابل توجهی 2D Zak مراحل فله باند و مقاوم در برابر به نقص در عمده بلور فوتونی که نشان داده شده است تجربی.

یک لیزری رفتار با عملکرد بالا مشاهده شده است در 4.2 K با نقاط کوانتومی به عنوان به دست آوردن متوسط. این لیزری آستانه حدود 1 µW و β در مورد 0.25. عملکرد بسیار بهتر از topological لبه لیزر به خصوص در آستانه است که در حدود سه سفارشات از قدر کمتر از بسیاری از topological لبه لیزر. بالا نتایج عملکرد از قوی نوری سلول در حفره با توجه به حالت و حجم بالا Q.

این نتیجه downscales برنامه های topological فوتونیک به نانو خواهد شد که از اهمیت زیادی برای توسعه topological nanophotonic مدارات. بعلاوه topological نانوکاواک می تواند تا حد زیادی افزایش نور-توجه به تعامل بنابراین امکان بررسی حفره الکترودینامیک کوانتومی و بیشتر برنامه های کاربردی بالقوه در topological nanophotonic دستگاه.

###

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.