Mae hunan-sefydliad yn cyfeirio at y ffenomen cyseiniant cyfunol lle mae elfennau unigol yn trefnu'n ddigymell yn batrymau trefnus trwy ryngweithio mewnol. Fodd bynnag, mae cydamseru amlfodd anhrefnus mewn ceudodau laser lled-ddargludyddion traddodiadol yn cyfyngu ar eu perfformiad mewn cymwysiadau ymarferol. Mae ffotoneg topolegol, sy'n tarddu o ddamcaniaeth gwladwriaethau topolegol mewn ffiseg mater cywasgedig, yn defnyddio "amrywiadau topolegol" i ddisgrifio strwythur bandiau crisialau ffotonig. Mae'r dull hwn yn cynnig patrwm newydd ar gyfer adeiladu cyflyrau ffotonig cadarn, un cyfeiriadol a hynod leol.
Yn ddiweddar, cyhoeddodd tîm dan arweiniad yr Academydd Zheng Wanhua o Sefydliad Lled-ddargludyddion, Academi Gwyddorau Tsieineaidd, waith arloesol mewn Adolygiadau Laser a Ffotoneg. Gwnaethant arsylwi'n llwyddiannus ar allyriadau laser hunan-drefnu yn seiliedig ar gyflyrau ymyl topolegol dadleoli, gan gyflawni allbwn laser cydlynol ar raddfa fawr ar raddfa uchel. Mae'r datblygiad arloesol hwn yn union ddatrys y gwrth-ddweud craidd mewn laserau traddodiadol-y cyfyngiad cilyddol rhwng pŵer uchel a chydlyniad uchel. -cyfnewid-yn aml yn cael ei orfodi gan gyfyngiadau ffisegol mewn dyfeisiau confensiynol. Gan ddefnyddio'r mecanwaith cydamseru hunan-drefnu gyda chymorth cyflyrau ymyl topolegol dadleoli a modiwleiddio nad yw'n-Hermitaidd, mae'r ymchwil hwn yn cadw'r fantais cydlyniant uchel a roddir gan amddiffyniad topolegol a hunan-sefydliad. Ar yr un pryd, mae'n ehangu'r dosbarthiad ynni trwy ddadleoli, gan ffurfio datrysiad technegol arloesol yn y pen draw sy'n optimeiddio "cydlyniad pŵer-."
Ffigur 1 Sgematig o allbwn laser topolegol hunan-drefnus ac egwyddorion sylfaenol
Gan ddechrau o'r model un clasurol -ddimensiwn topolegol Su-Schrieffer-Heeger (SSH), trosolodd y tîm ymchwil amddiffyniad cymesuredd cirol y strwythur i fodiwleiddio cryfderau cyplu o fewn dellt SSH, gan gyflawni dosbarthiad dadleoli o gyflyrau ymyl topolegol mewn gofod real. Ar yr un pryd, trwy fodiwleiddio nad yw'n-Hermitaidd yn seiliedig ar strwythurau electrod patrymog, mae'r cyflyrau ymyl topolegol dadleoli yn cynnal goruchafiaeth dros gefndiroedd anhrefnus, gan arddangos patrymau hunandrefnu unigryw. O'i gymharu â laserau crisial ffotonig o raddfa gyfatebol, mae'r laser topolegol hwn yn dangos cydlyniad gofodol uwch, gan arwain at drothwyon is, moddau allbwn gofodol mwy sefydlog, a chyferbyniad brycheuyn uwch. Ar ben hynny, mae'n ehangu graddfa dosbarthiad gofodol cyflyrau ymyl topolegol ac yn ymgorffori cyplyddion shifft cam i wella dwysedd pŵer optegol allbwn.
Ffigur 2 Dyluniad sgematig o gyflyrau ymyl topolegol dadleoli
Ffigur 3 Cymharu laser topolegol ag arbrofion grisial ffotonig ar raddfa gyfatebol
Mae'r dull hwn nid yn unig yn arallgyfeirio'r llwybrau technegol ar gyfer laserau topolegol ond mae hefyd yn cyd-fynd â'r duedd o ffotoneg topolegol yn treiddio i sglodion ffotonig integredig ac allyrwyr optegol perfformiad uchel, gan hyrwyddo ymhellach y defnydd ymarferol o ffiseg topolegol mewn ffotoneg. Cyhoeddwyd y canfyddiadau, o'r enw "Hunan-lasu cyflwr dadleoledig wedi'i alluogi gan driniaeth anHermitaidd a chymesuredd cirol," yn Laser & Photonics Reviews (DOI: 10.1002/lpor.202501772). Yr ymchwilydd ôl-ddoethurol Chen Jingxuan a'r ymgeisydd doethuriaeth Tang Chenyan o Sefydliad Lled-ddargludyddion, Academi Gwyddorau Tsieineaidd, yw'r cyd-awduron cyntaf. Yr ymchwilydd ifanc Wang Mingjin a'r Academydd Zheng Wanhua yw'r cyd-awduron cyfatebol.
