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模态转移是指波导的几何参数围绕着一个移动的特殊点变化。
对于光通信和数据处理技术来说，模式控制相当关键。据美国“物理学组织”网站4月1日消息称，中国和加拿大的研究人员在《物理评论快报》杂志发文宣布，他们通过使用具有新移动特性的“特殊点”，在更小巧的设备上实现了高效的光模式传输。
论文第一作者、华中科技大学及武汉光电子国家实验室的研究员Bing Wang介绍道：“制造体积最小化、插入损耗低的高效器件，一直是一项挑战。”
为了应对挑战,他与武汉国家光电实验室、武汉工程大学、中国科学院超强激光科学卓越中心以及加拿大渥太华大学（University of Ottawa）的研究人员合作，对“特殊点”的行为表现进行了探究。
“特殊点”，这个数学概念最近在微波和光学引导系统领域引发了关注——它们描述的拓扑特性或能实现模式传输。然而，以往在模式传输器件中利用特殊点的研究成果均因优化模式传输效率和透射率而受到限制，这就不可避免地导致长波导不适用于紧凑器件。Wang的团队第一次考虑了特殊点移动的可能性，这就让他们能够在相对短的波导中实现更高的模式传输效率和透射率。
该研究小组通过改变光栅的宽度和间距解决了波导长度和性能之间的平衡问题，从而让特殊点移动。Wang解释道：“移动特殊点是一个概念上的突破，因为它们最初是在一个二维参数的空间中构建出来的。”
他的团队一直致力于通过改变波导的光栅波纹来减少稳定特殊点的损耗。然而，通过这种方式，他们注意到特殊点不再是固定的。在建立解释这种效应的理论之后，他们又成功地运用数值模拟实验验证了他们的理论成果。
Wang等预计，这种效应能够应用于集成器件中的光转换器、耦合器、滤波器和开关，以及能让光学电路发生类电子方向偏置的宽带光隔离器和环形器。此外，他们还认为它在声波和物质波处理方面有潜在应用价值。接下来，Wang等的计划是对特殊点进行实时操控。LiNbO3具有很强的电光效应，因此他们可以通过改变外部电场来操纵波导的有效介电常数。
科界原创
编译：朱明逸
审稿：阿淼
责编：雷鑫宇
期刊来源： 《物理评论快报》
期刊编号： 0031-9007
原文链接：
https://phys.org/news/2020-03-optical-benefits-kind-mobillity.html
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