論文の概要: Tunable Antichiral Hinge State in Photonic Synthetic Dimensions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.17643v1
• Date: Sat, 21 Jun 2025 08:54:29 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-24 19:06:36.524186
• Title: Tunable Antichiral Hinge State in Photonic Synthetic Dimensions
• Title（参考訳）: フォトニック合成次元における可変抗キラルヒンジ状態
• Authors: Xian-Hao Wei, Xi-Wang Luo, Mu Yang, Yu-Wei Liao, Jin-Shi Xu, Guang-Can Guo, Zheng-Wei Zhou,
• Abstract要約: 両面/バルクディラック点がヒンジ状態によって接続されている3次元高次トポロジ絶縁体/セミメタールにおいて,反キラルヒンジ状態が出現することを提案する。 合成次元に沿って所望の可変トンネルを生成するための長手および電気光学変調器を導入する。 我々の研究は、新しいトポロジカル物質とそのデバイス応用を探求する道を開く、頑丈で調整可能なヒンジステートトランスポートを提示する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4395767330532907
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Recent research in 2-dimensional (2D) topological matter has generalized the notion of edge states from chiral to antichiral configurations with the same propagating direction at parallel edges, revealing a rich variety of robust transport phenomena. Here, we propose that antichiral hinge states can emerge in a 3D higher-order topological insulator/semimetal, where two surface/bulk Dirac points are connected by the hinge states. The band dispersion can be controlled and tilted independently for each hinge using properly designed tunnelings, resulting in tunable antichiral hinge states with programmable propagation direction and velocity. Moreover, we propose experimental realization schemes based on a 1D coupled cavity array with additional synthetic dimensions represented by the photonic orbital angular momentum and frequency. We innovatively introduce both longitudinal and transversal electro-optic modulators to generate the desired tunable tunnelings along the synthetic dimensions, which significantly reduce the experimental complexity by eliminating the need for beam splittings and auxiliary cavities. The tunable antichiral hinge states are confirmed by the photonic transmission spectra. Our work presents the robust and tunable antichiral hinge-state transports which paves the way for exploring novel topological matter and their device applications.
• Abstract（参考訳）: 2次元(2次元)トポロジカルマターの最近の研究は、平行端で同じ伝播方向のキラルから反キラルへのエッジ状態の概念を一般化し、様々な頑丈な輸送現象を明らかにしている。 ここでは,2つの表面/バルクディラック点がヒンジ状態によって接続される3次元高次トポロジ絶縁体/セミメタールにおいて,反キラルヒンジ状態が出現することを示す。 バンド分散は、適切に設計されたトンネルを用いて各ヒンジに対して独立に制御・傾けることができ、プログラマブルな伝播方向と速度を持つ可変反カイラルヒンジ状態となる。 さらに,光子軌道角運動量と周波数で表される追加の合成次元を持つ1次元結合キャビティアレイに基づく実験的な実現手法を提案する。 縦型および横型電気光学変調器を革新的に導入し、合成次元に沿って所望の可変トンネルを生成することにより、ビーム分割や補助キャビティの必要をなくすことにより、実験の複雑さを著しく低減する。 光透過スペクトルにより、調整可能な反キラルヒンジ状態を確認する。 本研究は, 新規なトポロジカル物質とそのデバイス応用の道を開く, 頑丈で可変な反キラルヒンジ状態輸送体について述べる。

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