连续中的束缚态产生极化子玻色-爱因斯坦凝聚
摘要：光束态连续体（BIC）是一种特殊的拓扑态，当在平面光子晶体格中实现时，即使位于光锥内，即辐射可以在晶格平面外传播的能量-动量色散区域内，它们也受到对称保护而不会辐射到远场。这些BIC具有不变的拓扑电荷，该电荷由极化矢量的绕数给出，类似于量子流体中的涡旋，例如超流的氦和原子玻色—爱因斯坦凝聚体。尽管有关图案化介电片上光学BIC的几份报告证明了激光作用，但它们作为具有理论无穷寿命的拓扑保护态的潜力尚未完全发挥出来。在这里，我们展示了极化子的玻色-爱因斯坦凝聚，在BIC中发生，得益于其特殊的非辐射性质。超长的BIC寿命和波导几何的紧密约束结合在一起，使得可以实现极低的凝聚阈值密度，在倒空间的鞍点上而非色散最小值处达到。通过连接玻色子凝聚和对称保护的辐射本征模，我们揭示了将拓扑属性赋予宏观量子态的新方法，这些态具有未被探索的色散特征。这样的观察可能为能量高效的极化子凝聚在成本效益的集成器件中打开了一条途径，最终适用于混合光学电路的开发。
作者：V. Ardizzone, F. Riminucci, S. Zanotti, A. Gianfrate, M. Efthymiou-Tsironi, D. G. Suarez-Forero, F. Todisco, M. De Giorgi, D.Trypogeorgos, G. Gigli, H.S. Nguyen, K. Baldwin, L. Pfeiffer, D. Ballarini, D. Gerace and D. Sanvitto
论文ID：2105.09362
分类：Optics
分类简称：physics.optics
提交时间：2023-07-20