可编程光子芯片提供探测光学器件拓扑性质的新方法

在光纤、芯片及其他导光器件中，微小缺陷会使光子散射并扰乱其传播路径。一项新研究展示了一种方法，可揭示某些系统中帮助光波行为抵御此类缺陷的特性。该方法有望加快新型电子与光学技术的探索，并有助于打造更可靠的量子器件。

研究人员在Physical Review Letters发表报告，瑞典皇家理工学院（KTH Royal Institute of Technology）的研究人员展示了一款可编程芯片，能够检测并测量“拓扑性质”，即波行为中即使系统发生改变也保持不变的特征。

KTH 副教授 Ali Elshaari 表示，理解这些性质有助于器件在存在缺陷的情况下仍能继续工作。

Elshaari 说，拓扑性质可使材料具有异常的稳定性。“当我向学生讲解拓扑时，我会从绳子上的一个结开始，”他说，“你可以拉伸它、扭转它或摇晃它，但只要不剪断绳子，这个结就一直存在。”

“物理学家发现，一些材料和器件在波的传播方式中也带有类似的结。”

KTH博士生Andrea Cataldo是该研究的第一作者，他表示，这种稳定性对于必须在噪声和缺陷条件下工作的技术具有吸引力，例如未来的电子器件和量子器件。

"在现实世界中，每个系统都会损失一些能量，"Cataldo说。"因此我们需要在现实条件下研究这些性质的方法。"

他说，这种基于光的芯片可以模拟能量损失系统，并直接揭示其隐藏的稳定性质。

Cataldo说，该芯片能够可靠地区分"打结"（拓扑）情况与普通情况。它还检测到一个特殊点，在该点能量损失系统会以异常方式表现，称为例外点。

"我们使用一种数学技巧，在芯片上运行有损系统而不实际损失信号，"他说。然后研究人员将光与参考光束进行比较——他们将这种方法比作将乐器与参考音调对音。

"这使我们能够读取隐藏信息，即使能量损失通常会将其隐藏，"他说。

由于芯片可以重新编程，因此可以在一台设备上测试许多不同的场景。

出版详情

Andrea Cataldo 等。可编程耗散光子电路中动量空间拓扑的干涉读出，Physical Review Letters（2026）。DOI: 10.1103/xkht-64kc 在 arXiv DOI: 10.48550/arxiv.2609.38352

这篇报道的作者是谁？

萨迪·哈莉

生命科学与生态学学士。具有微生物学实验室背景，并拥有石油、天然气和可再生能源行业的制药新闻经验。 完整简介 →

罗伯特·伊根

数学生物学学士，创意写作硕士。游历广泛，对科学和语言有独到见解。 完整简介 →

引用： A new way to detect stabilizing properties of optical devices (2026, October 18) retrieved 18 October 2026 from https://phys.org/news/2026-10-stabilizing-properties-optical-devices.html

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