Directional emission in an on-chip acoustic waveguide
针对集成声电路对单向声波发射的需求，研究在集成单模片上薄膜波导中实现了定向发射，达99.9%以上定向抑制比且方向可重构，可支撑更复杂紧凑的声子电路构建。
2023-10-12 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Acoustic Kerr nonlinearity of wave propagation in a planar nanoelectromechanical waveguide
非线性是在利用行波的各种技术中引入新概念的关键。与光学领域相比，其中已经使用光学克尔非线性开发了高功能器件，声学器件中的这种非线性效应尚未得到充分利用。在这里，我们表明，最基本的非线性现象的自相位调制（SPM），交叉相位调制（XPM）和四波混频（FWM）所造成的声学克尔效应的定量特征在于使用一个新开发的平台组成的平面纳米机电波导（NEMW）。将高结晶质量NEMW的尖端技术与压电叉指换能器（IDT）相结合，我们有效地激发出强烈且长寿命的行波，足以诱导和表征声学非线性。所观察到的非线性现象精确地描述了使用非线性薛定谔（NLS）方程的模型，因此，这种架构使非线性动力学可以完美地定制。灵活且可集成的平台扩展了在芯片上操纵声波传播的能力，从而为开发高功能设备和研究新型非线性声学提供了潜力。
2019-03-20 cond-mat.mes-hall
Tunable Acoustic Valley-Hall Edge States in Reconfigurable Phononic Elastic Waveguides
本研究探讨二维声子弹性波导中由于量子谷霍尔效应的声学模拟现象而产生的声学拓扑边缘态。我们表明，拓扑转变发生在两个晶格之间的空间反演对称性破缺，由于可调应变场的应用。这种条件导致在畴壁处形成无间隙的边缘状态，如通过分析批量边缘对应关系和相关的拓扑不变量进一步说明的。虽然时间反演对称性在这些系统中仍然是完整的，当谷间混合是弱的或可以忽略不计的边缘状态的拓扑保护。有趣的是，拓扑边缘状态也可以触发在一个单一的域的边界，如果边界条件被适当地选择。我们还表明，静态调制的应变场允许调谐不同的支持边缘状态之间的材料的响应。
2017-10-24 cond-mat.mes-hall
Bound States in Sharply Bent Waveguides: Analytical and Experimental Approach
量子线和电磁波导具有共同的特征，因为它们的物理性质由相同的波动方程描述。我们利用这个类比来研究实验与微波波导和理论上的帮助下，一个有效的潜在的方法发生的束缚态在急剧弯曲的量子线。特别地，我们计算了束缚态，研究了由弯曲角的变化引起的从束缚态到非束缚态的转变的特征，并确定了发生这种转变的临界弯曲角。基于传统数值方法的计算以及电磁波导的光谱和电场强度分布的实验测量证实了预测。
2013-03-12 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Acoustic Su-Schrieffer-Heeger lattice: Direct mapping of acoustic waveguides to Su-Schrieffer-Heeger model
拓扑物理学强烈依赖于具有特定对称性的原型格模型。我们在这里报告的理论和实验工作，直接映射到一维的苏-施里弗-Heeger手征模型的声波波导。本文从连续二维波动方程出发，采用单峰近似和等长管段条件相结合的方法，得到所需的离散方程。结果表明，开或闭边界条件拓扑自动导致边缘模式的存在。我们说明了如何自然地出现由于四分之一波长的条件和守恒的通量的边缘模式的图形建设。此外，我们的系统，这是确保由几何约束的透明的手征性，使我们能够研究手征性无序的数值和实验。我们的实验结果表明，在可听制度的拓扑边缘模式的预测鲁棒性。
2022-01-12 cond-mat.mes-hall physics.class-ph
Direct Visualization of Gigahertz Acoustic Wave Propagation in Suspended Phononic Circuits
我们报告直接可视化千兆赫兹频率的兰姆波传播的氮化铝声子电路的传输模式微波阻抗显微镜（TMIM）。与有限元建模一致，在喇叭形耦合器和亚波长波导中的声学本征模在TMIM图像中被揭示。利用快速傅里叶变换滤波，我们定量分析了沿波导的单个兰姆模式的声损耗和波导和抛物面耦合器之间的功率耦合系数。我们的工作提供了有见地的信息，传播，模式转换，和衰减的声波在压电纳米结构，这是非常可取的设计和优化声子器件的微波信号处理和量子信息转导。
2021-05-27 cond-mat.mes-hall
Coupled mode theory for acoustic resonators
我们发展了一种有效的非厄米哈密顿方法，用于求解具有Neumann边界条件的开放系统。该方法可用于计算开放谐振腔-波导系统的散射矩阵和散射函数。在高于一个维度的方法表示声耦合模理论，其中在一个开放的谐振器内的散射的解决方案被发现在封闭的谐振器的本征模从波导去耦的形式的扩展。发现的透射谱的问题被减少到解决一组线性方程组与非厄米矩阵的反厄米项帐户之间的耦合谐振器本征模和波导的散射通道。数值应用声学二维和三维谐振器波导问题被认为是。
2015-04-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Perfectly Conducting Graphene Electronic Waveguide with Curved Channels
本文采用非平衡格林函数方法，从理论上研究了弯曲石墨烯波导的电子输运性质。系统地研究了受限波导模式与电势差、波导宽度和侧势垒的关系。通过双端电子输运计算，我们表明，约束波导模式的电导是相当强大的对波导的弯曲程度，在一致的带不敏感的侧势垒。完美导电通道的这一发现有力地表明了将石墨烯波导应用于低功率纳米电子学设计的可能性。
2017-04-05 cond-mat.mes-hall
Guided acoustic and optical waves in silicon-on-insulator for Brillouin scattering and optomechanics
我们数值研究硅波导二氧化硅显示，它是可能的，同时引导光和声波在技术上重要的绝缘体上硅（SOI）材料系统。薄波导或翅片在千兆赫频率下表现出几何软化的机械模式，其相速度低于玻璃中的瑞利速度，从而消除了声辐射损失。我们提出了在玻璃上的缝隙波导，其具有电信光频率和强辐射压力，分别导致后向和前向布里渊散射的布里渊增益在500和50，000 1/（Wm）的量级。
2016-04-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Experimental evidence of robust acoustic valley Hall edge states in a non-resonant topological elastic waveguide
本文给出了拓扑弹性波导中存在声谷霍尔（AVHE）边缘态的实验证据。的基本晶格组装的基础上的非共振单元，其中空间反演对称性（SIS）被打破，通过简单地扰动底层晶格几何形状。这方面与现有的弹性AVHE设计形成净对比，现有的弹性AVHE设计利用局部谐振单元并且需要增加质量以便破坏SIS。本研究中提出的实验结果验证了迄今为止仅在理论和数值水平上提出的结果。特别是，它被发现，边缘模式可以有效地沿畴壁之间的拓扑结构不同的域和无序诱导的背散射基本上被抑制，由于相反的谷极化模式之间的弱耦合。谷模式之间的耦合也被进一步研究和链接到一个明显的手征通量的机械能。最后，我们表明，可以利用谷之间的弱耦合，以实现在畴壁的选择性模式注入，从而实现一个非常有效的手征边缘态的激发策略。
2018-12-21 cond-mat.mes-hall
On-chip Amorphous THz Topological Photonic Interconnects
本研究针对传统谷霍尔光子晶体（VPC）太赫兹片上互连仅支持固定角度弯曲的局限，提出全硅非晶形变VPC结构，依托短程有序维持拓扑保护，实现任意形状波导的稳定太赫兹传输与高速通信，提升了片上互连适应性。
2023-11-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Light-Sound Interaction in Nanoscale Silicon Waveguides
本论文主要研究奈米矽波导中近红外线与千兆赫声波的相互作用。第二章介绍了光子-声子耦合及其理论描述，描述了基本机制并发展了该过程的量子场论。第三章探讨了波导和腔中的动力学效应。证明了布里渊增益系数与真空耦合率之间的关系。第四章研究了纳米硅波导中布里渊散射的观测。波导紧密地限制$193 \, \text{THz}$光和$10 \, \text{GHz}$声振动。由于泄漏到二氧化硅衬底中，声学品质因数仍然限于约$300$。这些波导在$25 \, \text{mW}$的泵浦功率下在窄带频率中是光学透明的。除了这种放大之外，我们还将$10 \, \text{GHz}$微波信号转换到$1 \, \text{THz}$上。第五章扩展了第四章的实验工作，制作了一个由二氧化硅锚固定的完全悬浮的纳米线级联。这增强了从$300$到$1000$的机械品质因数，使得能够观察到布里渊放大超过硅中的传播损耗。放大的量主要受到随着悬架数量增加而声学质量快速下降的限制。我们提出了一种机制，以取消这种不均匀的扩大。第六章着眼于窄硅缝隙波导的潜力，以提高光机耦合。对于某些尺寸，这些波导支持光声模式，其相互作用效率比单纳米束系统高一个数量级。
2016-05-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hypersonic acoustic wave control via hyperuniform phononic nanostructures
该研究在铌酸锂上构建金纳米柱超均匀结构，实现宽频表面声波抑制与类带隙，并支持线性及S形波导，突破传统周期声子晶体的频率限制。
2025-01-08 cond-mat.mes-hall
GaAs valley photonic crystal waveguide with light-emitting InAs quantum dots
我们报道了一种谷型光子晶体（VPhC）波导在GaAs平板与InAs量子点（QDs）作为内部光源开发的波导的实验特性。在两个拓扑不同的VPhCs之间的界面处形成的拓扑界面态被用作波导模式。我们证明了强大的传播近红外线发射的量子点，即使在存在尖锐的弯曲作为一个后果的拓扑保护的导模。我们的工作将是重要的，为开发强大的光子集成电路与小的足迹，以及探索有源半导体拓扑光子学。
2019-04-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
