論文の概要: Topological transitions induced by cavity-mediated interactions in
photonic valley-Hall metasurfaces
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.01636v1
- Date: Sun, 4 Oct 2020 17:25:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-30 00:29:08.197745
- Title: Topological transitions induced by cavity-mediated interactions in
photonic valley-Hall metasurfaces
- Title（参考訳）: フォトニック・バレーホールメタサーフェスにおけるキャビティを介する相互作用によって引き起こされる位相遷移
- Authors: Charlie-Ray Mann, Eros Mariani
- Abstract要約: 光の位相相は、従来のフォトニクスの領域を超えた独特の性質を示す。
相互作用する双極子エミッタ/アンテナからなる準曲面における偶然のディラック点によるトポロジカル遷移を誘導する機構を提案する。
この機構は、フォトニック高次トポロジカル絶縁体のような他のトポロジカル相に重要な意味を持つ可能性がある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Topological phases of light exhibit unique properties beyond the realm of
conventional photonics. In particular the valley-Hall topological insulator has
been realized in a variety of photonic structures because it can be easily
induced by breaking certain lattice symmetries. However, the valley-Chern
numbers are usually fixed by design and the corresponding topological edge
states are forced to propagate in a fixed direction. Here, we propose a
mechanism to induce topological transitions via accidental Dirac points in
metasurfaces composed of interacting dipole emitters/antennas. For a fixed
arrangement of dipoles, we show that the topological phase depends critically
on the surrounding electromagnetic environment which mediates the dipole-dipole
interactions. To access different topological phases we embed the metasurface
inside a cavity waveguide where one can tune the dominant dipolar coupling from
short-range Coulomb interactions to long-range photon-mediated interactions by
reducing the cavity width; this results in a topological transition
characterized by an inversion of the valley-Chern numbers. Consequently, we
show that one can switch the chirality of the topological edge states by
modifying only the electromagnetic environment in which the dipoles are
embedded. This mechanism could have important implications for other
topological phases such as photonic higher-order topological insulators.
- Abstract（参考訳）: 光の位相相は、従来のフォトニクスの領域を超えた独特の性質を示す。
特に、バレーホール位相絶縁体は、格子対称性を破ることによって容易に引き起こされるため、様々なフォトニック構造で実現されている。
しかし、バレー・チャーン数は通常設計によって固定され、対応する位相的エッジ状態は一定の方向に伝播せざるを得ない。
本稿では,相互作用する双極子エミッター/アンテナからなるメタサーフェスにおいて,偶発的ディラック点を介して位相遷移を誘導するメカニズムを提案する。
固定された双極子配置では、トポロジカル位相は、双極子-双極子相互作用を媒介する周囲の電磁環境に依存する。
異なる位相相にアクセスするために、空洞導波路の内部にメタサーフェスを埋め込み、空洞幅を小さくすることで、短距離クーロン相互作用から長距離光子相互作用への支配的な双極子カップリングを調整できる。
その結果,双極子を埋め込まれた電磁環境のみを変化させることで,位相的エッジ状態のキラリティを切り替えることができることを示した。
この機構は、フォトニック高次トポロジカル絶縁体のような他のトポロジカル相に重要な意味を持つ可能性がある。
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