論文の概要: Versatile photonic frequency synthetic dimensions using a single Mach-Zehnder-interferometer-assisted device on thin-film lithium niobate
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.13331v1
- Date: Wed, 20 Nov 2024 13:56:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-21 16:09:39.386996
- Title: Versatile photonic frequency synthetic dimensions using a single Mach-Zehnder-interferometer-assisted device on thin-film lithium niobate
- Title（参考訳）: 薄膜ニオブ酸リチウム上における1つのマッハ・ツェンダー干渉計アシスト装置を用いた多波長フォトニック周波数合成次元
- Authors: Zhao-An Wang, Xiao-Dong Zeng, Yi-Tao Wang, Jia-Ming Ren, Chun Ao, Zhi-Peng Li, Wei Liu, Nai-Jie Guo, Lin-Ke Xie, Jun-You Liu, Yu-Hang Ma, Ya-Qi Wu, Shuang Wang, Jian-Shun Tang, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo,
- Abstract要約: 我々はTFLNプラットフォーム上で2共振器の試作機を試作した。
強結合格子, トポロジカルホール・ラグ, クルーツ・ラグなどのよく知られたモデルを実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.886341422699243
- License:
- Abstract: Investigating physical models with photonic synthetic dimensions has been generating great interest in vast fields of science. The rapid developing thin-film lithium niobate (TFLN) platform, for its numerous advantages including high electro-optic coefficient and scalability, is well compatible with the realization of synthetic dimensions in the frequency together with spatial domain. While coupling resonators with fixed beam splitters is a common experimental approach, it often lacks tunability and limits coupling between adjacent lattices to sites occupying the same frequency domain positions. Here, on the contrary, we conceive the resonator arrays connected by electro-optic tunable Mach-Zehnder interferometers in our configuration instead of fixed beam splitters. By applying bias voltage and RF modulation on the interferometers, our design extends such coupling to long-range scenario and allows for continuous tuning on each coupling strength and synthetic effective magnetic flux. Therefore, our design enriches controllable coupling types that are essential for building programmable lattice networks and significantly increases versatility. As the example, we experimentally fabricate a two-resonator prototype on the TFLN platform, and on this single chip we realize well-known models including tight-binding lattices, topological Hall ladder and Creutz ladder. We directly observe the band structures in the quasi-momentum space and important phenomena such as spin-momentum locking and the Aharonov-Bohm cage effect. These results demonstrate the potential for convenient simulations of more complex models in our configuration.
- Abstract（参考訳）: フォトニック合成次元による物理モデルの調査は、科学の分野において大きな関心を集めている。
急速に成長するニオブ酸リチウム(TFLN)プラットフォームは、高電気光学係数やスケーラビリティなど多くの利点があるため、空間領域とともに周波数中の合成次元の実現と相容れない。
固定ビームスプリッタと結合共振器は一般的な実験手法であるが、隣接格子と同一周波数領域の位置を占める部位との結合性や制限性を欠いていることが多い。
これとは対照的に、固定ビームスプリッターの代わりに、電気光学可変マッハ・ツェンダー干渉計で接続された共振器アレイを我々の構成に導出する。
干渉計にバイアス電圧とRF変調を適用することにより、このような結合を長距離シナリオにまで拡張し、各結合強度と合成有効磁束の連続的なチューニングを可能にする。
そこで本設計では,プログラム可能な格子ネットワーク構築に不可欠な制御可能な結合タイプを充実させ,汎用性を大幅に向上させる。
例として、TFLNプラットフォーム上に2共振器の試作機を試作し、この単一チップ上で、強結合格子、トポロジカルホール・ラグ、クルーツ・ラグといったよく知られたモデルを実現する。
準モメンタム空間におけるバンド構造とスピンモメンタムロックやアハロノフ・ボームケージ効果などの重要な現象を直接観察する。
これらの結果は、より複雑なモデルのより便利なシミュレーションの可能性を示している。
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