A introdução da topologia em sistemas fotônicos atraiu considerável atenção não apenas para a moldagem elaborada da luz, mas também para suas aplicações práticas em novos dispositivos fotônicos. Originalmente, o efeito Hall quântico da luz era realizado em cristais fotônicos (PCs) pela introdução de campos elétricos ou magnéticos externos para quebrar a simetria de reversão no tempo (TRS).
Em vez de quebrar o TRS, o efeito spin-Hall quântico da luz foi alcançado em sistemas preservados por TRS, onde pseudospins fotônicos podem ser construídos. Recentemente, o efeito vale Hall da luz foi realizado pela introdução do grau de liberdade do vale binário (DoF) em sistemas fotônicos. Uma das características vitais do efeito Hall do vale é o band gap fotônico não trivial, que é caracterizado pelo número de Chern do vale diferente de zero.

Além disso, os modos de borda dependentes do vale são suportados na parede do domínio, que consiste em dois PCs com números Chern de vales opostos. O efeito Hall do vale da luz é comumente realizado em um PC de treliça triangular com simetria de espelho quebrada ou em um PC de treliça de favo de mel com simetria de inversão espacial quebrada, e é compatível com a técnica de fabricação nanofotônica existente.

Por essas vantagens, os vales PCs têm recebido atenção significativa em fotônica integrada e são promissores em aplicações como guias de onda, divisores de feixe, ressonadores de anel, etc. dispositivos. Explorar o efeito Hall do vale dependente da polarização, que introduz uma DoF convencional de luz em PCs topológicos, ampliará ainda mais o escopo de aplicação em fotônica topológica.

Recentemente, Xiao-Dong Chen, Jian-Wen Dong et al. da Universidade Sun Yat-sen propôs o efeito Hall de polarização do vale da luz em um PC de rede triangular 2D. Os resultados da pesquisa foram intitulados "Cristais fotônicos de vale bidimensionais de polarização dupla" e publicados na Science China Physics, Mechanics &Astronomy .

A degenerescência acidental de frequências de cones Dirac com polarizações TE e TM, ou seja, cones Dirac de dupla polarização acidental, são realizadas alterando a razão de enchimento de hastes metálicas no fundo dielétrico. Os números de Chern do vale dependente da polarização são confirmados analisando a distribuição da fase de vórtice dos campos próprios e calculando a curvatura de Berry no espaço de momento.

Os intervalos de banda polarizados TE e TM resultantes com números de Chern de vale oposto levam ao efeito Hall de luz de vale de polarização. Um fenômeno chave do efeito Hall de polarização-vale da luz, isto é, refração dependente de polarização de modos de massa no meio homogêneo, é demonstrado. Tal característica dependente de polarização é útil na multiplexação de dispositivos fotônicos, e. os divisores de feixe de polarização.

Além dos fenômenos dependentes de polarização, também é apresentado o transporte de vale topológico independente de polarização, que atende ao desejo de aumentar a capacidade de informação em interconexão óptica através da introdução de polarização DoF.

Vale ressaltar que os resultados apresentados são gerais, pois o principal requisito é encontrar dois gaps fotônicos de vale dependentes de polarização compartilhando a mesma faixa de frequência. Além disso, a introdução da polarização em outras fases topológicas pode resultar em fenômenos intrigantes frutíferos, incluindo estados de canto topológicos de ordem superior dependentes de polarização, etc.

Este trabalho propôs uma abordagem para aplicar a polarização DoF em 2D Valley Hall PCs. A introdução da polarização DoF na fotônica topológica enriqueceu a manipulação do campo de luz e ofereceu um potencial de aplicação mais profundo para a fotônica topológica. + Explorar mais

A primeira interferência quântica dependente de vale no chip