Topologie photonique dans des anneaux de fibre couplés

Topological Photonics in coupled fiber rings

• Auteur / Autrice : Rajesh Asapanna
• Direction : Alberto Amo garcia
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Milieux dilués et optique fondamentale
• Date : Inscription en doctorat le 04/12/2023
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physique des Lasers, Atomes et Molécules
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Dynamique des systèmes complexes

Mots clés

Mots clés libres

Optique

Simulation quantique

Topologie

Optics

Quantum simulation

Topology

Résumé

La topologie est l'étude des propriétés d'un système physique qui restent inchangées sous une distorsion douce du système. Ces propriétés sont intimement liées aux symétries du système, et conduisent à l'apparition de canaux de propagation de particules extrêmement robustes au désordre. Ces idées ont été utilisées dans le contexte de la photonique pour mettre en œuvre des circuits photoniques topologiques sur puce dans lesquels la lumière se propage avec une efficacité sans précédent. Ce projet vise à étudier expérimentalement les propriétés topologiques de réseaux synthétiques utilisant un système d'anneaux de fibres couplées. Nous avons implémenté avec succès ce système et mis en place une méthode unique pour mesurer la structure de bande du réseau [1,2]. Ce système permettra d'accéder à un régime jusqu'ici resté assez exploré, dans lequel des propriétés topologiques apparaissent grâce à la modulation temporelle du réseau. Nous prévoyons de dévoiler de nouvelles phases topologiques pour la lumière dans des réseaux multiplexés à une et deux dimensions, de mesurer leurs invariants topologiques et d'étudier la robustesse de ces phases topologiques en présence d'effets optiques non linéaires. La thèse vise à étendre les activités de recherche liées au projet ERC Consolidator EmergenTopo, dont le sujet principal est l'étude des propriétés topologiques des réseaux photoniques

Topology is the study of the properties of a physical system that remain unchanged under a smooth distortion of the system. These properties are intimately related to the symmetries of the system, and result in the appearance of particle propagation channels extremely robust to disorder. These ideas have been employed in the context of photonics to implement on-chip topological photonic circuits in which light propagates with unprecedented efficiency. This project aims at experimentally studying topological properties of synthetic lattices employing a coupled fiber ring system. We have successfully implemented this system and set up a unique method to measure the band structure of the lattice. This system will make it possible to access a regime that has so far been remained quite explored, in which topological properties appear thanks to the temporal modulation of the lattice. We plan to unveil new topological phases for light in one- and two-dimensional multiplexed networks, to measure their topological invariants, and to study the robustness of these topological phases in the presence of optical non-linear effects. The thesis aims to extend the research activities related to the ERC Consolidator EmergenTopo project, whose main subject is the study of topological properties of photonic networks