Sjálf-skipulag vísar til fyrirbærisins sem er sameiginlegt ómun þar sem einstakir þættir raðast sjálfkrafa í röðuð mynstur með innri samskiptum. Hins vegar takmarkar óskipulegur multimode samstilling í hefðbundnum hálfleiðurum leysirholum frammistöðu þeirra í hagnýtri notkun. Topological photonics, sem er upprunnin frá kenningu um staðfræðileg ástand í eðlisfræði þétts efnis, notar "staðfræðilega óbreytileika" til að lýsa hljómsveitarbyggingu ljóseindakristalla. Þessi nálgun býður upp á nýja hugmyndafræði til að byggja upp öflugt, einátta og mjög staðbundið ljóseindaástand.
Nýlega birti teymi undir forystu Zheng Wanhua fræðimanns frá Hálfleiðarastofnuninni, Kínverska vísindaakademíunni, tímamótaverk í Laser & Photonics Review. Þeir sáu með góðum árangri sjálf-skipulögð leysigeislun byggða á staðbundnum jaðarástandum, sem náðu í stórum-háttum-samhengi leysigeislaúttaks. Þessi bylting leysir nákvæmlega kjarnamótstöðuna í hefðbundnum leysigeislum-gagnkvæmu takmörkunum milli mikils afls og mikils samhengis. -sem er skipta-sem oft eru settar af líkamlegum takmörkunum í hefðbundnum tækjum. Með því að nýta sjálf-samstillingarkerfið með aðstoð frá staðfræðilegum jaðarástandum og ó{10}}Hermitískri mótun, varðveitir þessi rannsókn bæði háa samhengisforskotið sem veitir staðfræðilega vernd og sjálf{11}}skipulag. Á sama tíma stækkar það orkudreifinguna með því að flytja úr sveitum og myndar að lokum nýstárlega tæknilausn sem hámarkar „afl-samræmi.
Mynd 1 Skýringarmynd af sjálf-skipulögðu staðfræðilegu leysigeisli og grundvallarreglur
Byrjað var á klassíska einvíddar toppfræðilegu Su-Schrieffer-Heeger (SSH) líkaninu, og nýtti rannsóknarteymið verndun kerfissamhverfu mannvirkisins til að móta styrkleika tengis innan SSH grindunnar og ná fram dreifingu á staðfræðilegum jaðarástandum í raunrými. Samtímis, með ó-Hermitískri mótun sem byggir á mynstraðri rafskautsbyggingu, viðhalda afstaðbundnu landfræðilegu jaðarríkin yfirráðum yfir röskuðum bakgrunni og sýna einstakt sjálf-skipulagsmynstur. Í samanburði við ljóseindakristalleysira af jafngildum mælikvarða, sýnir þessi staðfræðilegi leysir meiri staðbundna samhengi, sem leiðir til lægri þröskulda, stöðugri staðbundinna úttakshama og meiri litaskila. Ennfremur stækkar það staðfræðilega dreifingarkvarða staðfræðilegra jaðarástanda og fellur inn fasaskiptitengi til að auka sjónaflsþéttleika úttaks.
Mynd 2 Skýringarmynd af staðbundnum jaðarástandum af staðbundnum stað
Mynd 3 Samanburður á staðfræðilegum leysir við ljóskristallatilraunir á jafngildum mælikvarða
Þessi nálgun gerir ekki aðeins fjölbreyttari tæknileiðir fyrir staðfræðilega leysira heldur er hún einnig í takt við þróun staðfræðilegrar ljóseðlisfræði sem gegnsýra samþættum ljóseðlisflísum og -afkastamiklum ljósgeislum, sem ýtir enn frekar undir hagnýtingu staðfræðilegrar eðlisfræði í ljóseðlisfræði. Niðurstöðurnar, sem bera titilinn „Self-organized lasering of delocalized state enabled by non-Hermitian manipulation and chiral symmetry,“ voru birtar í Laser & Photonics Reviews (DOI: 10.1002/lpor.202501772). Nýdoktorsfræðingur Chen Jingxuan og doktorsnemi Tang Chenyan frá Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, eru með-fyrstu höfundunum. Ungi vísindamaðurinn Wang Mingjin og fræðimaðurinn Zheng Wanhua eru-samsvarandi höfundar.
