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Direct observation of zero modes in a non-Hermitian optical nanocavity array

Photonics Research 2022年第2期10卷 574-586页

作者： Flore Hentinger Melissa Hedir Bruno Garbin Mathias Marconi Li Ge fabrice raineri Juan A.Levenson Alejandro M.Yacomotti Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies CNRSUniversite Paris-SudUniversite Paris-Saclay91120 PalaiseauFrance Universite Cote d'Azur Institut de Physique de NiceCNRS-UMR 7010Sophia AntipolisFrance Department of Physics and Astronomy College of Staten IslandCUNYStaten IslandNew York 10314USA Graduate Center CUNYNew YorkNew York 10016USA Universite de Paris 75205 Paris Cedex 13France

Zero modes are symmetry protected ones whose energy eigenvalues have zero real parts. In Hermitian arrays, they arise as a consequence of the sublattice symmetry, implying that they are dark modes. In non-Hermitian systems that naturally emerge in gain/loss optical cavities, particle-hole symmetry prevails instead;the resulting zero modes are no longer dark but feature π∕2 phase jumps between adjacent cavities. Here, we report on the direct observation of zero modes in a non-Hermitian three coupled photonic crystal nanocavities array containing quantum wells. Unlike the Hermitian counterparts, the observation of non-Hermitian zero modes upon single pump spot illumination requires vanishing sublattice detuning, and they can be identified through far-field imaging and spectral filtering of the photoluminescence at selected pump locations. We explain the zero-mode coalescence as a parity-time phase transition for small coupling. These zero modes are robust against coupling disorder and can be used for laser mode engineering and photonic computing.

关键词： pump optical tuning

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Nonlinear gallium phosphide nanoscale photonics[Invited]

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Photonics Research 2018年第5期6卷 I0068-I0074页

作者： AUDE MARTIN SYLVAIN COMBRIE ALFREDO DE ROSSI GREGOIRE BEAUDOIN ISABELLE SAGNES fabrice raineri Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies CNRSUniversite Paris-SudUniversite Pans-SaclayC2N Marcoussis91460 MarcoussisFrance Thales Research and Technology France 1 avenue Augustin Fresnel91120 PalaiseauFrance Universite Paris Diderot Sorbone Paris Cite75013 ParisFrance

We introduce a nanoscale photonic platform based on gallium phosphide. Owing to the favorable material properties, peak power intensity levels of 50 GW∕cm^2 are safely reached in a suspended membrane. Consequently,the field enhancement is exploited to a far greater extent to achieve efficient and strong light–matter *** an example, parametric interactions are shown to reach a deeply nonlinear regime, revealing cascaded fourwave mixing leading to comb generation and high-order soliton dynamics.

关键词： Invited Nonlinear gallium phosphide nanoscale photonics

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