論文の概要: Topological photonic band gaps in honeycomb atomic arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.13423v3
• Date: Tue, 26 Mar 2024 11:01:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-28 01:20:23.352298
• Title: Topological photonic band gaps in honeycomb atomic arrays
• Title（参考訳）: ハニカム原子配列におけるトポロジカルフォトニックバンドギャップ
• Authors: Pierre Wulles, Sergey E. Skipetrov,
• Abstract要約: 本研究では,二次元平面型ハニカム格子の励起スペクトルについて検討した。 バンドギャップ開きの条件を確立し,ギャップの幅を計算し,そのトポロジ的特性をトポロジ的指標により特徴付ける(Chern number)。 より大きな$d$は、キャビティミラーの反射によって構築され、自由な格子のバンドギャップ内に周波数を持つ光学モードの伝播を可能にし、後者を閉じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The spectrum of excitations a two-dimensional, planar honeycomb lattice of two-level atoms coupled by the in-plane electromagnetic field may exhibit band gaps that can be opened either by applying an external magnetic field or by breaking the symmetry between the two triangular sublattices of which the honeycomb one is a superposition. We establish the conditions of band gap opening, compute the width of the gap, and characterize its topological property by a topological index (Chern number). The topological nature of the band gap leads to inversion of the population imbalance between the two triangular sublattices for modes with frequencies near band edges. It also prohibits a transition to the trivial limit of infinitely spaced, noninteracting atoms without closing the spectral gap. Surrounding the lattice by a Fabry-P\'erot cavity with small intermirror spacing $d < {\pi}/k_0$ , where $k_0$ is the free-space wave number at the atomic resonance frequency, renders the system Hermitian by suppressing the leakage of energy out of the atomic plane without modifying its topological properties. In contrast, a larger $d$ allows for propagating optical modes that are built up due to reflections at the cavity mirrors and have frequencies inside the band gap of the free-standing lattice, thus closing the latter.
• Abstract（参考訳）: 平面内電磁場によって結合された2層原子の二次元平面ハニカム格子の励起スペクトルは、外部磁場を印加するか、ハニカム格子が重畳である2つの三角形の亜格子間の対称性を破ることによって開くことができるバンドギャップを示す。 バンドギャップ開きの条件を確立し、ギャップの幅を計算し、その位相特性をトポロジ的指標(Chern number)で特徴づける。 バンドギャップのトポロジカルな性質は、バンドエッジ近傍の周波数を持つモードに対する2つの三角形部分格子間の人口不均衡の逆転をもたらす。 また、スペクトルギャップを閉じることなく、無限に間隔づけられた非相互作用原子の自明な極限への遷移を禁止している。 原子核共鳴周波数における自由空間波数である$d < {\pi}/k_0$ の小さなミラー間隔を持つファブリー・ピエロト空洞で格子を囲むと、その位相特性を変更せずに原子面からのエネルギーの漏れを抑えることで、系エルミートをレンダリングする。 対照的に、より大きな$d$は、キャビティミラーの反射によって構築され、自由立方格子のバンドギャップ内に周波数を持つ光学モードの伝播を可能にし、後者を閉じる。

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