Ciclo asimétrico en el tiempo alrededor de un punto excepcional en toda la banda de comunicaciones ópticas

Área de la Ciencia:

• * Física, específicamente fotónica no hermética y topológica.
• * Exploración de la dinámica de los sistemas abiertos y de los fenómenos físicos anómalos.

Sus antecedentes:

• * Los puntos excepcionales (EP) en sistemas no herméticos ofrecen una dinámica de sistema abierto robusta.
• * Las dinámicas herméticas convencionales contrastan con los fenómenos quirales en las EP.
• * La realización de EP en plataformas tecnológicas para aplicaciones es un desafío clave.

Objetivo del estudio:

• * Para demostrar experimentalmente una estructura fotónica robusta de silicio para operaciones topológicas no herméticas.
• * Para lograr una transmisión de luz asimétrica en el tiempo alrededor de un punto excepcional en el dominio óptico.
• * Explorar el potencial de los dispositivos ópticos de banda ancha en el chip y sus aplicaciones prácticas.

Principales métodos:

• * Fabricación de una estructura fotónica de silicio con dos guías de onda de canales de silicio acopladas.
• * Integración de un sumidero de fugas de radiación con guía de onda para controlar el hamiltoniano no hermítico.
• * Demostración experimental de la transmisión del modo fotónico a través de bucles asimétricos en el tiempo alrededor de un EP.

Principales resultados:

• * Se logró una transmisión de luz robusta y asimétrica en una estructura fotónica de silicio.
• * Funcionamiento demostrado en una banda espectral extremadamente amplia (1,26 × 1,675 μm), que cubre toda la ventana de telecomunicaciones ópticas.
• * Confirmó el control preciso del hamiltoniano no hermítico por la arquitectura del dispositivo.

Conclusiones:

• * Estableció una plataforma de semiconductores para dispositivos ópticos de banda ancha en el chip basados en dinámicas topológicas no herméticas.
• * allanó el camino para aplicaciones prácticas como aisladores ópticos en chip y convertidores de modo no recíproco.
• * Destacó la relevancia tecnológica de la dinámica de las ondas no herméticas en varios campos científicos.