இயக்க வளைய ரெசனேட்டர் செயற்கை அதிர்வெண் மூலம் பரிமாணத்திற்கு புதிய வாய்ப்பு

ஒளியைக் கையாளவும் கட்டுப்படுத்தவும், கவர்ச்சியான இணைப்புகளுடன் இயற்பியல் செயல்முறைகளைப் படிக்கவும், உயர் பரிமாண இயற்பியலை ஆராயவும் ஒளியணுவியல் அற்புதமான புதிய வழிகளை வழங்குகிறது. ஒரு செயற்கை அதிர்வெண் பரிமாணத்தை உருவாக்க ஒத்ததிர்வு முறைகள் இணைக்கப்பட்டிருக்கும் மாறும் பண்பேற்றப்பட்ட ரிங் ரெசனேட்டர் அமைப்புகள், சிறந்த சோதனை நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் மறுகட்டமைப்பை வழங்க முடியும்.

பல அடுக்குகளில் லீப் அணிக்கோவைகள் மற்றும் தேன்கூடு அணிக்கோவைகள் போன்ற சிக்கலான செயற்கை அணிக்கோவைகளை உருவாக்குவது, ஹெர்மிடைன் அல்லாத அமைப்புகளில் சமநிலை நேர கட்ட மாற்றங்கள் மற்றும் உயர் வரிசை இடமாற்றங்கள் போன்ற சுருக்க உலகில் மட்டுமே தற்போது இருக்கும் அயல்நாட்டு இயற்பியல் நிகழ்வுகளை ஆராய்வதற்கான புதிய வாய்ப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும். மிகவும் சிக்கலான பலபடி வளைய அணிக்கோபை கட்டமைப்புகளின் சோதனை கட்டுமானத்தை நோக்கி, வெவ்வேறு நீளங்களின் இரண்டு வளையங்களில் செயற்கை அதிர்வெண் விண்வெளி அமைப்புகளை உருவாக்குவது ஒரு முக்கியமான படியாகும்.

மேம்பட்ட ஒளியணுவியலில் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளபடி, ஷாங்காய் ஜியாவ் டோங் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு சமீபத்தில் அதிர்வெண் பரிமாணத்தில் செயற்கை துணை அணிக்கோவையை உருவாக்கியது. அவர்கள் வெவ்வேறு நீளங்களின் இரண்டு இணைந்த அலையியற்றிகளைப் பயன்படுத்தினர். அதே சமயம் அவற்றில் ஒன்று இயக்க மாறுபாடுக்கு உட்பட்டது. அவர்களின் ஆய்வு, இது போன்ற முதல் சோதனை நிரூபணமாக இருந்தது, அத்தகைய அணிகோவைகளின் உள்ளார்ந்த இயற்பியல் பண்புகளை, குறிப்பாக தட்டையான (சிதறல் இல்லாத) குழுவின் இயற்கையான இருப்பைக் கவனித்து சரிபார்க்கப்பட்டது. தட்டையான பட்டைக்கு அருகில் உள்ள பயன்முறை உள்ளூர்மயமாக்கலையும் அவர்கள் கவனித்தனர். பண்பேற்றத்தில் நீண்ட தூர இணைப்புகளை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் செயற்கை இடத்தில் உள்ள இத்தகைய தட்டையான பட்டைகளை மேலும் மாற்றியமைக்க முடியும், இது ஒளியின் மாறும் கட்டுப்பாட்டிற்காக தட்டையிலிருந்து அல்லாத தட்டையான பட்டைகளுக்கு மாற்றங்களை செயல்படுத்துகிறது.

மேலும், கிளர்வுறுதல் மற்றும் பரிமாற்ற அளவீடுகளின் உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டுத் துறைகளைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம், அவர்கள் தனித்துவமான பட்டை அமைப்பு முறைகளைக் கவனிக்க முடியும், தட்டையான பட்டை டோபோலாஜிக்கல் மின்காப்புகளில் முந்தைய வேலைகள் குறிப்பிடத்தக்க முடிவுகளை அளித்தன. கணினியில் உள்ள சைகைகள் செயற்கை அதிர்வெண் பரிமாணங்களில் அதிர்வெண்களின் மீயிடங்களில் இருந்து ஒளியியல் தகவல்களைக் கொண்டு செல்லக்கூடும் என்று அவை காட்டுகின்றன.

கவர்ச்சியான ஒளியியல் நிகழ்வுகளின் இந்த ஆர்ப்பாட்டம் ஃபைபர்கள் அல்லது ஆன்-சிப் ரெசனேட்டர் அமைப்புகளில் ஒளியியல் தகவல்தொடர்புகளின் புதிய பயன்பாடுகளை செயல்படுத்த முடியும். இந்த பணியானது ஒரு குறிப்பிடத்தக்க மைல்கல்லாகவும் இருக்கலாம். வெவ்வேறு நீளங்களின் இரண்டு இணைந்த வளையங்களில் துணை அணிக்கோவையை உருவாக்குவது, செயற்கை இடத்தில் கோடு அல்லது சதுர வடிவவியலுக்கு அப்பால் சிக்கலான அணிக்கோவைகளை உருவாக்க பல்வேறு வகையான பல வளையங்களை இணைப்பதற்கான சோதனைச் சாத்தியத்தை நிரூபிக்கிறது. முந்தைய கோட்பாட்டு முன்மொழிவுகளின் எதிர்கால சோதனை உணர்தலுக்கு அவர்களின் முடிவுகள் வழி வகுக்கும் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் எதிர்பார்க்கின்றனர்.

References:

• Yuan, L., Dutt, A., Qin, M., Fan, S., & Chen, X. (2020). Creating locally interacting Hamiltonians in the synthetic frequency dimension for photons. Photonics Research, 8(9), B8-B14.
• Yuan, L., Shi, Y., & Fan, S. (2016). Photonic gauge potential in a system with a synthetic frequency dimension. Optics letters, 41(4), 741-744.
• Leykam, D., & Yuan, L. (2020). Topological phases in ring resonators: recent progress and future prospects. Nanophotonics, 9(15), 4473-4487.
• Ni, X., Kim, S., & Alù, A. (2021). Topological insulator in two synthetic dimensions based on an optomechanical resonator. Optica, 8(8), 1024-1032.
• Buddhiraju, S., Dutt, A., Minkov, M., Williamson, I. A., & Fan, S. (2021). Arbitrary linear transformations for photons in the frequency synthetic dimension. Nature communications, 12(1), 1-9.