論文の概要: Localization effects from local phase shifts in the modulation of
waveguide arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.08547v1
- Date: Thu, 16 Feb 2023 19:53:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-20 16:52:57.690115
- Title: Localization effects from local phase shifts in the modulation of
waveguide arrays
- Title（参考訳）: 導波路アレイの変調における局所位相シフトの局在効果
- Authors: Konrad Tschernig, Armando Perez-Leija, Kurt Busch
- Abstract要約: 我々は,光導波路格子の変調に局所的ランダム位相シフトを適用することにより,人工ゲージ場にランダム性を導入する。
我々は、各導波路の変調位相をランダムに選択することにより、x-およびヘリカル変調導波路の1D-および2D-格子におけるアンダーソン局在の開始を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Artificial gauge fields enable the intriguing possibility to manipulate the
propagation of light as if it were under the influence of a magnetic field even
though photons possess no intrinsic electric charge. Typically, such fields are
engineered via periodic modulations of photonic lattices such that the
effective coupling coefficients after one period become complex-valued. In this
work, we investigate the possibility to introduce randomness into artificial
gauge fields by applying local random phase shifts in the modulation of
lattices of optical waveguides. We first study the elemental unit consisting of
two coupled single-mode waveguides and determine the effective complex-valued
coupling coefficient after one period of the modulation as a function of the
phase shift, the modulation amplitude and the modulation frequency. Thereby we
identify the regime where varying the modulation phase yields sufficiently
large changes of the effective coupling coefficient to induce Anderson
localization. Using these results, we demonstrate numerically the onset of
Anderson localization in 1D- and 2D-lattices of x-, and helically-modulated
waveguides via randomly choosing the modulation phases of the individual
waveguides. Besides further fundamental investigations of wave propagation in
the presence of random gauge fields, our findings enable the engineering of the
coupling coefficients without changing the footprint of the overall lattice. As
a proof of concept, we demonstrate how to engineer out-of-phase modulated
lattices which exhibit dynamic localization and defect-free surface states.
Therefore, we anticipate that the modulation phase will play an important role
in the judicious design of functional waveguide lattices.
- Abstract（参考訳）: 人工ゲージ場は、光子に固有の電荷がないにもかかわらず、磁場の影響下にあるように光の伝播を操作できる。
典型的には、そのような場はフォトニック格子の周期的変調によって設計され、1つの周期の後の有効結合係数が複素値になる。
本研究では,光導波路格子の変調に局所的ランダム位相シフトを適用することにより,人工ゲージ場にランダム性を導入する可能性を検討する。
まず, 2つの結合単一モード導波路からなる素子単位について検討し, 位相シフト, 変調振幅, 変調周波数の関数として変調の1周期後の有効複素値結合係数を求める。
これにより、変調位相の変化が有効結合係数の十分に大きな変化を生じさせ、アンダーソン局在を誘導するレジームを同定する。
これらの結果を用いて,各導波路の変調位相をランダムに選択することにより,x-の1次元および2次元格子およびヘリカル変調導波路におけるアンダーソン局在の開始を数値的に示す。
ランダムゲージ場の存在下での波動伝搬のさらなる基礎的研究に加えて, 全体の格子の足跡を変えることなく, 結合係数の計算が可能となった。
概念実証として,動的局所化および欠陥のない表面状態を示す相外変調格子を設計する方法を示す。
したがって、変調位相が機能導波路格子の柔らかさ設計において重要な役割を果たすことを期待する。
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