Réseau de tronçons synthétiques le long de l'axe de fréquence de la lumière dans deux anneaux de fibres couplées de différentes longueurs. Crédit :Guangzhen Li, Université Jiao Tong de Shanghai
Les dimensions synthétiques de la photonique offrent de nouvelles façons passionnantes de manipuler la lumière, d'étudier des phénomènes physiques avec des connectivités exotiques et d'explorer la physique de dimension supérieure. Les systèmes de résonateurs en anneau à modulation dynamique, où les modes de résonance sont couplés pour construire une dimension de fréquence synthétique, peuvent offrir une grande flexibilité expérimentale et une reconfigurabilité.
La construction de réseaux synthétiques complexes, tels que les réseaux de Lieb et les réseaux en nid d'abeilles dans plusieurs anneaux, conduira à de riches opportunités pour explorer des phénomènes physiques exotiques qui n'existent actuellement que dans le domaine théorique, tels que la transition de phase en temps de parité dans les systèmes non hermitiens et plus élevés. -topologies d'ordre. Vers la construction expérimentale de réseaux multi-anneaux plus complexes, la création de systèmes spatiaux de fréquences synthétiques dans deux anneaux de longueurs différentes est une étape importante.
Comme indiqué dans Advanced Photonics , une équipe de chercheurs de l'Université Jiao Tong de Shanghai a récemment construit un réseau de tronçons synthétiques le long de la dimension fréquentielle. Ils ont utilisé deux anneaux couplés de longueurs différentes, tandis que le plus grand anneau a subi une modulation dynamique. Leur étude, qui était la première démonstration expérimentale de ce type, a observé et vérifié les propriétés physiques intrinsèques de ces réseaux, en particulier l'existence naturelle de la bande plate (sans dispersion). Ils ont également observé la localisation du mode près de la bande plate. Ces bandes plates dans l'espace synthétique peuvent en outre être modifiées en introduisant des couplages à longue portée dans la modulation, ce qui permet des transitions de bandes plates à des bandes non plates, pour un contrôle dynamique de la lumière.
( a ) - ( b ) Lecture de la structure de bande résolue dans le temps mesurée à partir de la sortie du port de chute de l'anneau excité, qui présente des projections d'intensité de la bande sur des superpositions de différents modes de résonance. ( c ) Spectres de mode de résonance résolus expérimentalement en fonction du désaccord de fréquence et ( d ) les distributions de mode correspondantes de deux fréquences d'entrée sélectionnées situées respectivement dans les bandes plates et dispersives. (e)-(f) Observations de transitions de bandes plates à non plates obtenues en ajoutant des couplages à longue portée. Crédit :Photonique avancée (2022). DOI : 10.1117/1.AP.4.3.036002
De plus, en choisissant sélectivement les ports d'entrée et de sortie pour les excitations et les mesures de transmission, ils ont pu observer des modèles de structure de bande distincts. De tels résultats diffèrent remarquablement des travaux antérieurs sur la physique à bande plate. Ils révèlent que les signaux du système peuvent transporter des informations optiques à partir de modes de superposition dans des dimensions de fréquence synthétiques.
Cette démonstration de manipulation de lumière exotique peut permettre des applications essentielles des communications optiques dans des résonateurs à base de fibre ou sur puce. Le travail est également potentiellement une étape importante :la construction du réseau de tronçons en deux anneaux couplés de différentes longueurs prouve la faisabilité expérimentale de connecter plusieurs anneaux de différents types pour construire des réseaux complexes au-delà de la géométrie linéaire ou carrée dans l'espace synthétique. Les auteurs prévoient que leurs résultats pourraient ouvrir la voie à une future réalisation expérimentale de propositions théoriques antérieures. La démonstration expérimentale de la dissipation topologique dans les résonateurs photoniques
