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光物理学：トポロジカルに可能となった極めてQ値の高い面外散乱にロバストな導波共鳴
Nature 574, 7779 doi: 10.1038/s41586-019-1664-7
光共振器は光を閉じ込めることができるため、科学技術に非常に重要であるが、その性能は、製造の際に避けられない不完全性により引き起こされる面外散乱損失によって制限されることが多い。今回我々は、フォトニック結晶スラブのトポロジカルな性質によって面外散乱損失が強く抑制される導波共鳴の種類を理論的に提案し、実験的に実証したことを報告する。こうした共鳴は、連続体においてそれぞれがトポロジカルチャージを担う複数の束縛状態が運動量空間で融合すると生じ、それによって同じバンドにおける隣接する全ての共鳴の品質係数（Q値）が増強される。我々は、電気通信領域でこうした共鳴を用い、標準的な設計で得られるQ値より12倍高い、4.9 × 105という高いQ値を実験的に実現した。この増強は、今回用いた全ての試料においてロバスト性を維持していた。我々の研究結果は、開いた境界条件の系においてトポロジカルフォトニクスを将来探索し、光集積回路のオプトエレクトロニクスデバイスの改良にそれらを応用する道を開く。
