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在热光上印记拓扑结构

Imprinting topology on thermal light

Tianle Chen, Kelsey Everts, Andrew Forbes, Yungui Ma

arXiv 2607.13542首次发表:更新:

AI 中文总结

研究利用空间工程使热光承载斯格明子形式的光学拓扑结构,该结构不受时间平均退相干影响,通过超表面介导从热光源创建非相干拓扑结构,首个来自纯热光的拓扑结构为日常光源利用拓扑结构开辟道路。

AI 中文摘要

光的拓扑结构构建不可避免地依赖于光学相干性,以确保所赋予的空间相位得以保留,这需要高相干光源或设计中嵌入的相干工程。现在我们表明,热光可以通过空间工程来承载斯格明子形式的光学拓扑结构。这种拓扑结构不受时间平均退相干的影响,我们利用这一点反向地从热光源创建超表面介导的非相干拓扑结构。我们测量的斯格明子的原始性质验证了该方法,而模拟揭示了超表面设计中的相干管理将如何进一步增强功能。值得注意的是,生成阶段继承了拓扑结构的稳健性,对材料和制造缺陷具有免疫性。我们的工作报道了首个来自纯热光的拓扑结构,为在无处不在的日常光源中利用拓扑结构开辟了一条道路。

英文摘要

Topological structuring of light inevitably leverages on optical coherence to ensure that the imparted spatial phases are preserved, requiring highly coherent sources or coherence engineering embedded in the design. Now we show that thermal light can be spatially engineered to carry optical topologies in the form of Skyrmions. Such topologies are immune to time averaged decoherence, a fact we leverage on in reverse to create metasurface mediated incoherent topologies from a thermal source. The pristine nature of our measured Skyrmions validates the approach, while simulations reveal how coherence management in the metasurface design would further enhance the functionality. Remarkably, the generation stage inherits robustness from the topology, remaining immune to material and fabrication defects. Our work reports the first topologies from purely thermal light, opening a path to exploiting topology in ubiquitous everyday light sources.

论文原文

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