High topological charge lasing in quasicrystals

Kristian Arjas, Jani Matti Taskinen, Rebecca Heilmann, Grazia Salerno, Päivi Törmä*

*Tämän työn vastaava kirjoittaja

Tutkimustuotos: LehtiartikkeliArticleScientificvertaisarvioitu

1 Sitaatiot (Scopus)
23 Lataukset (Pure)

Abstrakti

Photonic modes exhibiting a polarization winding akin to a vortex possess an integer topological charge. Lasing with topological charge 1 or 2 can be realized in periodic lattices of up to six-fold rotational symmetry—higher order charges require symmetries not compatible with any two-dimensional Bravais lattice. Here, we experimentally demonstrate lasing with topological charges as high as −5, +7, −17 and +19 in quasicrystals. We discover rich ordered structures of increasing topological charges in the reciprocal space. Our quasicrystal design utilizes group theory in determining electromagnetic field nodes, where lossy plasmonic nanoparticles are positioned to maximize gain. Our results open a new path for fundamental studies of higher-order topological defects, coherent light beams of high topological charge, and realizations of omni-directional, flat-band-like lasing.

AlkuperäiskieliEnglanti
Artikkeli9544
Sivut1-10
Sivumäärä10
JulkaisuNature Communications
Vuosikerta15
Numero1
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - jouluk. 2024
OKM-julkaisutyyppiA1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'High topological charge lasing in quasicrystals'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä