拓扑时间锁模激光器

作者

克里斯蒂安·利夫曼斯,米迪亚·帕托,詹姆斯·威廉姆斯,李国彦,阿维克·杜特,佛朗哥·诺里 & 阿里雷扎·马兰迪

摘要

锁模激光器在现代科学技术中起着至关重要的作用。它们对于超快和非线性光学的研究至关重要，它们在计量学、电信和成像方面都有应用。最近，人们对研究锁模激光器中的拓扑现象产生了兴趣。从基本面来看，该研究有望揭示非线性拓扑物理，并且从实践角度来看，它可能导致拓扑保护短脉冲源的发展。尽管有这种前景，但拓扑光子晶格和激光锁模之间的相互作用尚未通过实验进行研究。在这项工作中，我们从理论上提出并实验实现了一种拓扑时间锁模激光器。我们在激光腔中展示了非线性驱动的非厄米特集肤效应，并观察了激光对无序诱导定位的鲁棒性。我们的实验证明了以前光子学实验无法实现的基本点隙拓扑物理学，并提出了我们的锁模激光器在传感、光学计算和鲁棒拓扑频率梳方面的潜在应用。这项工作中采用的实验架构还为研究其他锁模光子源的拓扑结构提供了一个模板，包括耗散腔孤子和同步泵浦光学参量振荡器。