一次元格子のトポロジカルエッジ状態におけるレーザー発振

トポロジーは、滑らかな変形では変わらない性質を記述する。その重要な特徴は、異なる位相不変量で特徴付けられる領域の間の境界に局在するエッジ状態の出現である。エッジ状態の性質はバルクのトポロジーを受け継いでいるので、エッジ状態は基礎にある構造の変形に強い耐性を示す。この特徴から、製造時の欠陥や環境による変形が生じやすいナノメートルスケールやマイクロメートルスケールの系に、光をロバストに閉じ込める新たな機会が得られる。今回我々は、ポラリトンマイクロピラーの一次元格子のトポロジカルエッジ状態におけるレーザー発振を報告する。この格子は、Su–Schrieffer–Heegerハミルトニアンの軌道版を実行する。さらに我々は、格子が局所的に変形しても、こうした状態におけるレーザー発振が持続することを実証している。これらの結果は、時間反転対称性が破れた系におけるカイラルレーザーの実現や、ポラリトン相互作用と組み合わせて、トポロジカルフォトニクスにおける非線形現象の研究への道を開く。