A new topic in the studies of topological solitons: Topologically protected higher-order modes in fractal optical systems

Анотація

Стаття містить короткий огляд нещодавно опублікованих теоретичних і експериментальних досліджень, які демонструють утворення кутових мод у оптичних хвилеводах, структурованих як топологічні ізолятори вищого порядку (ТІВП). Тобто, йдеться про топологічні ізолятори другого порядку, у яких поперечний розмір топологічно захищених крайових мод є на два рівні меншим, ніж поперечний розмір (для об’ємних оптичних хвилеводів він дорівнює 2), що означає нульову розмірність захищених мод. Власне, ці нульвимірні моди реалізуються як кутові або дефектні. Останні роботи повідомляють про теоретичне передбачення та експериментальне створення різних форм кутових мод в оптичних ТІВП, поперечна структура яких є наближенням до трикутного фрактала Серпінського. Самофокусувальна нелінійність матеріалу хвилевода перетворює лінійні кутові моди на топологічно захищені кутові солітони, майже всі з яких є стабільними. Такі солітони можуть бути прив’язані до зовнішніх або внутрішніх кутів, утворених фрактальною структурою Серпінського. Також коротко обговорюються можливі напрямки подальших досліджень у цій галузі.