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 [Nature Portfolio]
卷期号:580 (7804): 467-471 被引量:390
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
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
科研通AI6.3应助hahha采纳,获得10
刚刚
dennisysz发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
lrrrrrr发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
6秒前
和谐外套完成签到,获得积分10
6秒前
FalMe发布了新的文献求助10
8秒前
充电宝应助yu采纳,获得10
8秒前
姚老表发布了新的文献求助10
8秒前
平淡夏天发布了新的文献求助10
8秒前
mof发布了新的文献求助10
9秒前
研友_VZG7GZ应助xjiang008采纳,获得10
9秒前
积极慕晴完成签到,获得积分10
10秒前
lll发布了新的文献求助10
10秒前
ireneadler完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
Karsa完成签到 ,获得积分10
12秒前
xh完成签到,获得积分10
12秒前
CipherSage应助mof采纳,获得10
14秒前
15秒前
17秒前
个性思真完成签到,获得积分10
17秒前
田様应助神勇的寒香采纳,获得10
17秒前
朴实盼兰关注了科研通微信公众号
18秒前
20秒前
在水一方应助免疫球蛋白采纳,获得10
20秒前
Jie152发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
22秒前
nightfall发布了新的文献求助10
22秒前
Beagle完成签到,获得积分10
22秒前
绾绾完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
杨苏鈺完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
24秒前
lll完成签到,获得积分10
24秒前
酱鱼发布了新的文献求助10
25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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Introducing the Learning Sciences 600
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7322225
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8937664
关于积分的说明 18948791
捐赠科研通 6980041
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214923
关于科研通互助平台的介绍 2382478
邀请新用户注册赠送积分活动 2194151