使用结构化激光器人工合成固体晶体结构

来自英国Scott和Southampton混合光子实验的研究人员，与来自英国兰开斯特大学的研究人员一起，最近发布了一种仅使用激光的新光学技术。该激光器人工合成具有腔极性的固态晶体结构。
利用激光合成人工固体晶体结构的实验装置的示意性结果证明，可以实现现场可编程偏振电路，并且可以实现光导和强约束相干光源的新方法。这项创新发表在最近出版的《自然通信》杂志上。
标题为“具有非埃尔米特拓扑相的极化子晶体中的合成能带结构工程”。量子粒子的人造晶格的创建可以使研究人员在自然界中创建人造晶格。
这是最初不存在的环境中的一种物理现象。然而，通过这种设计，面临的挑战之一是灵活性的限制。
材料需要能够使用逆向工程来实现任务要求，并且冷原子的光学晶格技术可以产生任意的晶格形状。项目研究人员开发了一种新方法，可以创建任何形状和可编程的人工晶格。
实际上，仅使用结构化激光器即可实现此方法。可编程性意味着腔极性系统可以从一种晶格结构更改为另一种晶格结构，而无需切换昂贵的新系统。
结构化的激光当激光撞击半导体量子壁时，它将激发电子和空穴，并且激光将发射两个众所周知的束缚态。当量子壁位于两个反射镜之间时，会形成一个用于光子的陷阱（或空穴），并且一些受激粒子成为穿着光子衣服的实体，从而形成奇特的半光和半材料准粒子。
以上两者均属于众所周知的激子极化或腔极化。激子极化将相互作用并频繁来回反弹。
但是，它们也会从正常电子中反弹并在背景中被激发。研究人员表明，通过以几何结构施加激光，激子极化开始以激光的形式反弹，从而形成激发电子和空穴。
换句话说，激子极化开始在激光“印刷”条件下经历全面的潜在态势（实体）。情况。
激光激发产生的潜在景观只能通过激子极化来感知，而不能通过腔中的光子来感知，这将系统与光子晶体区分开来。通过增加激光透射对称性的模式，研究人员创建了固态系统的基本形式，该固态系统是由固态材料中电子的激子极化所形成的晶体带。
这一结果为研究耗散的多体量子物理学在晶格环境中的性能开辟了新的可能性，而普通的厄米量子系统无法制造这种晶格环境。该实验使用激光来极化和固化形成圆形固态晶体的过程。
研究结果是非厄密拓扑物理学发展的一个令人兴奋的新领域。通过调节激光模式可以很容易地实现所制造的能带，从而可以以非侵入性的方式进入人造晶格的量子物理系统。
该结果在许多领域中都是有用的，包括光通信，信息处理，用于生物医学的高灵敏度探针以及拓扑保护激光器。