Primer láser topológico.

B. Bahari, A. Ndao, F. Vallini, A. El Amili, Y. Fainman, y B. Kanté, «Nonreciprocal lasing in topological cavities of arbitrary geometries», Science, oct. 2017.

Un grupo de  investigadores de Estados Unidos ha desarrollado un nuevo tipo de láser en el que la luz serpentea alrededor de una cavidad de cualquier forma sin dispersarse. Afirman que su “láser topológico” funciona en longitudes de onda de telecomunicación y podría permitir una mejor miniaturización de la fotónica de silicio o incluso proteger la información cuántica de la dispersión.

Un aislante topológico es un material con simetría de inversión del tiempo y orden topológico no trivial, se comporta como un aislante en su interior, pero cuya superficie contiene estados dirigidos, lo que significa que los electrones solo pueden moverse a lo largo de la superficie del material. Aunque los aislantes de banda ordinarios también pueden apoyar a los estados de superficie conductivos, los estados de superficie de aislantes topológicos son especiales ya que son simetría protegida por conservación del número de partículas y la simetría de inversión del tiempo.
La interacción de los fotones con el campo magnético está mediada por el material“, explica Boubacar Kanté, físico aplicado de la Universidad de California en San Diego. Esa es la teoría  y funciona bien en frecuencias bajas.

Abstract: 
Resonant cavities are essential building blocks governing many wave based phenomena, and, their geometry together with reciprocity, fundamentally limit the integration of optical devices. We report, at telecommunication wavelengths, geometry-independent and integrated nonreciprocal topological cavities that couple stimulated emission from one-way photonic edge states to a selected waveguide output with an isolation ratio in excess of 10 dB. Nonreciprocity originates from unidirectional edge states at the boundary between photonic structures with distinct topological invariants. Our experimental demonstration of lasing from topological cavities provides the opportunity to develop complex topological circuitry of arbitrary geometries for the integrated and robust generation and transport of photons in classical and quantum regimes.

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