Topological orbital angular momentum extraction and twofold protection of vortex transport
Notice bibliographique
Résumé
Vortex phenomena are ubiquitous in nature. In optics, despite the availability of numerous techniques for vortex generation and detection, topological protection of vortex transport with desired orbital angular momentum (OAM) remains a challenge. Here, by use of topological disclination, we demonstrate a scheme to confine and guide vortices featuring arbitrary high-order charges. Such a scheme relies on twofold topological protection: a non-trivial winding in momentum space due to chiral symmetry, and a non-trivial winding in real space due to the complex coupling of OAM modes across the disclination structure. We unveil a vorticity-coordinated rotational symmetry, which sets up a universal relation between the vortex topological charge and the rotational symmetry order of the system. As an example, we construct photonic disclination lattices with a single core but different Cn symmetries and achieve robust transport of an optical vortex with preserved OAM solely corresponding to one selected zero-energy vortex mode at the mid-gap. Furthermore, we show that such topological structures can be used for vortex filtering to extract a chosen OAM mode from mixed excitations. Our results illustrate the fundamental interplay of vorticity, disclination and higher-order topology, which may open a new pathway for the development of OAM-based photonic devices such as vortex guides, fibres and lasers. Topological protection in disclination lattices that relies on non-trivial winding in momentum space and real space is used to confine and guide vortices that feature arbitrary high-order charges. This approach could help in the development of orbital angular momentum-based photonic devices.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».