Topological orbital angular momentum extraction and twofold protection of vortex transport
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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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Prédiction distillée sur la base complète
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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