用于量化评估谷电子晶体中拓扑保护的散射矩阵方法
摘要：用于评估拓扑保护质量的是与输入波导耦合的谷顶拓扑三角共振器。为了达到这个目的，我们首先通过数值模拟分析腔体角上的反向散射存在性，或者输入波导和腔体之间的伪自旋转换传输。我们发现，在尖角处，拓扑保护发生破坏，导致传输极小值和分裂共振，这在其他情况下是不存在的。为了评估与这种破坏相关的小耦合系数，我们引入了一个基于腔体分裂器和角部散射矩阵的精确参数化的现象学模型。通过与数值模拟的比较，我们能够量化在尖角和分裂器处的拓扑保护损失。最后，我们使用得到的现象学参数集将现象学模型的预测与基于Sierpi''nski三角形构造的基于分形的腔体的完全数值模拟进行比较。我们发现总体上吻合得很好，但对于由最小三角形组成的腔体表现出更多差异。我们的研究结果表明，即使在没有几何和结构缺陷的系统中，拓扑保护在角部、尖角和分裂器处也不完全。然而，通过现象学方法可以进行更简单但具有预测能力的计算，允许对超出标准模拟方法范围的大型器件进行模拟，这对于设计通过电磁波拓扑导电实现紧凑和低损耗的光子器件至关重要。
作者：Ga"etan L''ev^eque, Yan Pennec, Pascal Szriftgiser, Alberto Amo, and Alejandro Mart''inez
论文ID：2301.10565
分类：Optics
分类简称：physics.optics
提交时间：2023-07-06